» Một nhóm nghiên cứu tại Đại học Purdue (Hoa Kỳ) đã phát triển loại xi măng mới có khả năng phản xạ ánh sáng và phát xạ nhiệt, giúp công trình luôn mát hơn so với khi sử dụng xi măng portland truyền thống.
Với xu hướng xây dựng xanh và tiết kiệm năng lượng, các giải pháp vật liệu chống nóng ngày càng được quan tâm. Xi măng “siêu mát” không chỉ hứa hẹn giảm chi phí làm mát cho công trình mà còn góp phần hạn chế hiệu ứng đảo nhiệt đô thị, mở ra hướng đi mới cho ngành Xây dựng bền vững.
Các tòa nhà bê tông thường hấp thụ nhiệt trong điều kiện thời tiết nắng nóng.
Cơ chế làm mát tự nhiên nhờ tinh thể ettringite
Xi măng portland thông thường có xu hướng hấp thụ bức xạ hồng ngoại từ mặt trời và giữ lại nhiệt lượng, khiến nhiệt độ trong nhà và khu vực xung quanh tăng cao. Để khắc phục, nhóm nghiên cứu do tiến sĩ Fengyin Du tại Đại học Purdue dẫn đầu đã phát triển một loại xi măng đặc biệt, trong đó các tinh thể khoáng ettringite siêu nhỏ hình thành trên bề mặt.
Nhờ cấu trúc này, xi măng hoạt động như tấm gương phản chiếu ánh sáng mặt trời và đồng thời như bộ tản nhiệt phát xạ hồng ngoại ra ngoài khí quyển. Điều này giúp bề mặt công trình hạ nhiệt nhanh chóng, giảm đáng kể sự phụ thuộc vào điều hòa.
Quy trình sản xuất cũng không phức tạp: đá vôi và thạch cao được nghiền mịn, trộn với nước rồi đổ vào khuôn silicon có lỗ nhỏ để tạo bọt khí, nơi tinh thể ettringite phát triển. Một lớp gel giàu nhôm trong xi măng cho phép tia hồng ngoại xuyên qua, tăng khả năng tản nhiệt. Đặc biệt, loại xi măng này có chi phí sản xuất thấp hơn khoảng 5 USD/tấn so với xi măng portland nhờ sử dụng nhiệt độ thấp hơn trong quá trình chế tạo.
Ảnh hiển vi điện tử cho thấy các hốc lõm li ti trên bề mặt xi măng – nơi các tinh thể ettringite phản xạ ánh sáng hình thành.
Kết quả thử nghiệm và triển vọng ứng dụng
Thử nghiệm thực tế trên mái nhà tại Đại học Purdue cho thấy bề mặt xi măng mới mát hơn 5,4°C so với nhiệt độ không khí và thấp hơn tới 26°C so với xi măng portland. Theo chuyên gia Oscar Brousse đến từ Đại học College London (Anh), vật liệu này vừa tăng khả năng phản xạ ánh sáng vừa cải thiện tính phát xạ nhiệt, giúp năng lượng hấp thụ được giải phóng hiệu quả hơn.
Dù vậy, Brousse cũng nhấn mạnh rằng, việc đo nhiệt độ bề mặt chưa đủ để đánh giá toàn diện tác động thực tế đến không khí xung quanh, do hiệu quả có thể chỉ giới hạn trong phạm vi nhỏ. Nhóm nghiên cứu vì thế vẫn cần thêm các thử nghiệm quy mô lớn hơn.
Dù còn cần kiểm chứng thêm, xi măng “siêu mát” được xem là giải pháp đầy hứa hẹn cho ngành Vật liệu xây dựng trong bối cảnh biến đổi khí hậu và nhu cầu tiết kiệm năng lượng ngày càng tăng. Ứng dụng rộng rãi vật liệu này có thể giúp công trình duy trì sự thoải mái tự nhiên, đồng thời góp phần giảm hiệu ứng đảo nhiệt đô thị.
Cem.Info
