Nghiên cứu mới: Sơn làm từ các 'hạt nano' có thể giúp giảm khí thải của máy bay

Để giảm đáng kể lượng khí thải carbon dioxide của máy bay thì việc tạo ra một loại sơn nhẹ hơn chưa phải một giải pháp toàn diện, nhưng khi xem xét lượng sơn cần thiết để phủ lên toàn bộ một phi cơ, chúng ta vẫn thấy có sự khác biệt lớn. Mới đây hai nhà khoa học từ Đại học Kobe của Nhật Bản đã phát triển một loại sơn trọng lượng nhẹ có thể làm giảm trọng lượng của máy bay, từ đó giúp giảm lượng nhiên liệu sử dụng và lượng carbon dioxide được thải ra.

Trong bài nghiên cứu được xuất bản trên tạp chí liên ngành ACS Applied Nano Materials, hai tác giả Fujii Minoru và Sugimoto Hiroshi đã giới thiệu chi tiết về việc khám phá ra một loại sơn có cấu trúc được tạo thành từ các hạt hình cầu cực nhỏ, đặc biệt có thể dùng nó để phủ lên một bề mặt rộng lớn như bề mặt máy bay mà trọng lượng lại nhẹ.

Loại sơn do Fujii và Sugimoto phát triển có cấu tạo bao gồm các hạt hình cầu kích thước cực nhỏ (nanospheres), những quả cầu nano này được làm từ các tinh thể silic gần như vô hình. Những quả cầu nano vô cùng nhẹ do kích thước nhỏ và khối lượng thấp. Không giống như sơn thông thường được quét thành những lớp dày, loại sơn này có thể quét mỏng hơn mà vẫn đạt được màu sắc mong muốn.


Xưởng sơn máy bay tại Sân bay Kaunas, Litva. Ảnh: Ltou.

Thay vì dựa vào chất tạo màu như sơn truyền thống, loại sơn này tận dụng sự tương tác của ánh sáng với các cấu trúc cực nhỏ trong các hạt nano hình cầu. Khi ánh sáng chiếu vào các cấu trúc này, nó sẽ trải qua sự giao thoa, tán xạ hoặc nhiễu xạ, và tạo ra màu sắc rực rỡ. Các nghệ sĩ từ lâu đã sử dụng những nguyên tắc tương tự để tạo ra loại sơn màu trắng có độ trắng mạnh nhất.

Các hạt nano có hiệu suất tán xạ rất cao nhờ cấu trúc nano của chúng, mặc dù chỉ phủ một diện tích bề mặt nhỏ nhưng vẫn đạt được độ phản xạ cao. Thực tế thì điều này có nghĩa là bề mặt được phủ bằng sơn này có thể trông đầy đủ màu sắc trong khi chỉ nặng bằng 10% so với sơn thông thường. Khi quét loại sơn này lên mặt ngoài của máy bay, lớp sơn nhẹ này sẽ làm giảm trọng lượng tổng thể của nó. Giảm trọng lượng đồng nghĩa với tiết kiệm nhiên liệu, giảm chi phí vận hành và giảm luôn lượng khí thải carbon dioxide. Vì đạt được màu sắc thông qua cấu trúc cấp độ nano của sơn nên nó có tên là màu cấu trúc.

Thậm chí bằng cách điều chỉnh kích thước của các hạt nano, loại sơn này còn tạo ra những màu sắc khác nhau. Các hạt nano lớn hơn tạo ra sắc màu ấm như màu đỏ, trong khi các hạt nhỏ hơn cho một tông màu lạnh hơn như màu xanh lam. Điều quan trọng là những màu sắc này vẫn nhất quán bất kể góc nhìn.


Một vài màu sắc khác nhau của sơn làm từ hạt nano. Ảnh: Phys.

Đại học Kobe cho biết nghiên cứu thử nghiệm của Fujii và Sugimoto nhấn mạnh ưu thế của màu cấu trúc so với màu sắc tố (sơn bình thường). Trong khi màu sắc tố hấp thụ một số bước sóng cụ thể và phản xạ lại phần còn lại dưới dạng ánh sáng khả kiến, thì các màu cấu trúc phát sinh khi ánh sáng bị phản xạ lại từ các cấu trúc nano song song nằm cách nhau một khoảng vừa phải sao cho chỉ ánh sáng của một số bước sóng nhất định là tồn tại còn các bước sóng khác bị triệt tiêu, cuối cùng chỉ phản chiếu màu sắc mà chúng ta nhìn thấy. Không giống như hầu hết các màu sắc tố, màu cấu trúc còn có lợi thế là không bị suy giảm theo thời gian.

Theo Sugimoto, một lớp duy nhất gồm các hạt nano silicon phân bố thưa thớt này, có độ dày chỉ 100–200 nanomet, cho màu sắc tươi sáng nhưng nặng chưa đến nửa gram trên một mét vuông. Điều này khiến các hạt nano silicon của họ trở thành một trong những lớp phủ màu nhẹ nhất trên thế giới.

Hoạt động đi lại đường hàng không luôn tạo ra lượng khí thải đáng kể. Vì các máy bay nặng hơn cần nhiều nhiên liệu hơn để đưa nó lên cao nên loại sơn mới này có thể làm giảm tác động đến môi trường của chuyến bay. Tác giả Sugimoto giải thích: "Chúng ta có thể sơn nó cho lớp phủ của máy bay chẳng hạn. Các chất tạo màu và lớp phủ trên máy bay có trọng lượng vài trăm kilôgam. Vậy nếu dùng sơn có cấu trúc hạt nano này, chúng ta có thể giảm được trọng lượng xuống còn chưa đầy 10% con số đó."

Loại sơn mới của Fujii và Sugimoto sẽ đem lại một giải pháp thay thế nhẹ, hiệu quả và đầy màu sắc cho sơn truyền thống. Tác động tiềm tàng của nó đối với các ngành như hàng không và xây dựng là rất thú vị. Đây là một minh chứng cho tiềm năng của công nghệ nano trong các ứng dụng thường ngày.

Quảng cáo

Theo EG.

Khóa học Machine Learning cơ bản- Khoa học dữ liệu - AI

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

==***==

Khoá học Quản trị Chiến lược Dành cho Lãnh đạo Doanh nghiệp

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

==***==

Nơi hội tụ Tinh Hoa Tri Thức - Khơi nguồn Sáng tạo

Để tham gia khóa học công nghệ truy cập link: http://thuvien.hocviendaotao.com

Mọi hỗ trợ về công nghệ email: dinhanhtuan68@gmail.com

--- 

Khóa học Hacker và Marketing từ A-Z trên ZALO!

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học Hacker và Marketing từ A-Z trên Facebook!

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa đào tạo Power BI phân tích báo cáo để bán hàng thành công

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Bảo mật và tấn công Website - Hacker mũ trắng

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học ​

KHÓA HỌC LẬP TRÌNH PYTHON TỪ CƠ BẢN ĐẾN CHUYÊN NGHIỆP

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học Lập trình Visual Foxpro 9 - Dành cho nhà quản lý và kế toán

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học hướng dẫn về Moodle chuyên nghiệp và hay

Xây dựng hệ thống đào tạo trực tuyến chuyên nghiệp tốt nhất hiện nay.

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

KHÓA EXCEL CHUYÊN NGHIỆP

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học AutoIt dành cho dân IT và Marketing chuyên nghiệp

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khoá học Word từ cơ bản tới nâng cao, học nhanh, hiểu sâu

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học hướng dẫn sử dụng Powerpoint từ đơn giản đến phức tạp HIỆU QUẢ

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học Thiết kế, quản lý dữ liệu dự án chuyên nghiệp cho doanh nghiệp bằng Bizagi

Khóa học Phân tích dữ liệu sử dụng Power Query trong Excel

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học Lập trình WEB bằng PHP từ cơ bản đến nâng cao

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học Phân tích dữ liệu sử dụng TableAU - Chìa khóa thành công!

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học Phân tích dữ liệu sử dụng SPSS - Chìa khóa thành công!

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học "Thiết kế bài giảng điện tử", Video, hoạt hình 

kiếm tiền Youtube bằng phần mềm Camtasia Studio

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ VIDEO CLIP CHO DÂN MARKETING CHUYÊN NGHIỆP

​​​​​

HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ QUẢNG CÁO VÀ ĐỒ HỌA CHUYÊN NGHIỆP VỚI CANVA

Hãy tham gia khóa học để trở thành người chuyên nghiệp. Tuyệt HAY!😲👍

 KHÓA HỌC VIDEO- XÂY DỰNG PHẦN MỀM QUẢN LÝ BẰNG MICROSOFT ACCESS

GOOGLE SPREADSHEETS phê không tưởng

Khóa hoc lập trình bằng Python tại đây

Hãy tham gia khóa học để biết mọi thứ

Để tham gia tất cả các bài học, Bạn nhấn vào đây 

Khóa học lập trình cho bé MSWLogo

Nhấn vào đây để bắt đầu học

Khóa học Ba, Mẹ và Bé - Cùng bé lập trình  TUYỆT VỜI

Khóa học sử dụng Adobe Presenter-Tạo bài giảng điện tử

Khóa học vẽ tạo giao diện demo cho website

Để thành thạo Wordpress bạn hãy tham gia khóa học 

Tham gia khóa học tại đây

Khóa học sử dụng Edmodo để dạy và học hiện đại để thành công

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

==***==

Bảo hiểm nhân thọ - Bảo vệ người trụ cột

Cập nhật công nghệ từ Youtube tại link: congnghe.hocviendaotao.com
Tham gia nhóm Facebook
Để tham gia khóa học công nghệ truy cập link: http://thuvien.hocviendaotao.com
Mọi hỗ trợ về công nghệ email: dinhanhtuan68@gmail.com

Nguồn: Tinh Tế

Share !