Phát minh ra loại cửa sổ chất lỏng có thể điều chỉnh ánh sáng, hấp thụ nhiệt, cách âm cực tốt

Sử dụng hiệu quả nguồn năng lượng trong bối cảnh tác động từ hiện tượng biến đổi khí hậu đang có ảnh hưởng ngày càng sâu rộng đến mọi mặt đời sống là bài toán hóc búa mang tính thời đại mà nhân loại phải đối mặt trong thế kỷ này. Mọi phát minh có thế giúp tiết kiệm năng lượng, dù là nhỏ, đều rất đáng được hoan nghênh, như trường hợp của loại “cửa sổ chất lỏng” dưới đây.

Theo đó, các nhà nghiên cứu đến từ Đại học Công nghệ Nanyang, Singapore (NTU) vừa chế tạo ra một loại cửa sổ vô cùng đặc biệt, được tạo thành từ hai tấm kính thông thường kết dính với nhau bằng một loại một dung dịch bao gồm hỗn hợp micro-hydrogel, nước và một vài hợp chất ổn định quang học khác. Lớp chất lỏng ở giữa hai tấm kính này có thể linh hoạt biến đổi các đặc tính dựa trên nhiệt độ từ môi trường xung quanh cũng như lượng ánh sáng chiếu vào. Cụ thể, nó có thể chuyển sang màu đục và hoạt động như vật liệu cách nhiệt vào những ngày nóng, sau đó trở lại trong suốt vào những lúc nhiệt độ thấp hơn. Ngoài ra, lớp chất lỏng này cũng sẽ giúp tăng đáng kể khả năng cách âm (lên đến 15%) so với các loại kính hai lớp vốn cũng đã cách ấm rất tốt hiện nay.

Mô tả kỹ hơn về cách thức hoạt động của sản phẩm, nhóm nghiên cứu cho biết loại kính này có khả năng nhạy nhiệt cao, tức là chúng hấp thụ nhiệt vào ban ngày và phân tán vào ban đêm. Do đó, khi ánh sáng mặt trời đi qua cửa sổ, lớp chất lỏng giữa tấm kính sẽ hấp thụ và lưu trữ một lượng nhiệt năng nhất định, giúp điều hòa không gian phòng, giảm nhu cầu phải sử dụng máy lạnh với cường độ cao.

Bên cạnh đó khi đã hấp thụ một lượng nhiệt năng đủ lớn, lớp chất lỏng này sẽ chuyển từ trạng thái trong suốt sang mờ đục dần, qua đó làm giảm lượng tia UV có hại đối với vật dụng đặt gần đó.

Đến ban đêm khi ánh nắng không còn, lớp chất lỏng sẽ trở lại trạng thái đông đặc và trong suốt như bình thường. Đồng thời giải phóng năng lượng nhiệt tỏa ngược vào phòng cho cảm giác ấm áp hơn.

Thử nghiệm thực tế cho thấy một căn phòng được lắp loại cửa sổ thông minh này sử dụng ít hơn 11% mức năng lượng cần thiết để giữ nhiệt độ bên trong tương đương với cửa sổ kính thông thường. Như vậy, loại cửa sổ này sẽ phát huy hiệu quả tối đa khi được sử dụng trong các tòa nhà văn phòng, nơi mọi người làm việc chủ yếu vào ban ngày.

Loại cửa sổ này tương đối dễ sản xuất, có thể được chế tạo theo bất cứ hình dạng yêu cầu nào với chi phí cực kỳ phải chăng, Do đó, triển vọng ứng dụng đại trà trong tương lai gần là hoàn toàn khả thi.