Nhu cầu sử dụng điện trên thế giới ngày càng cao nếu con người không tiết kiệm điện sẽ dẫn đến tình trạng quá tải. Nhà máy điện không đáp ứng đủ yêu cầu, sẽ dẫn đến tình trạng mất điện thường xuyên, ảnh hưởng lớn đến đời sống sinh hoạt cũng như hoạt động sản xuất kinh doanh. Tiết kiệm điện không chỉ giảm chi phí hàng tháng đối với nhiều hộ gia đình mà còn giảm thiểu hiệu ứng nhà kính, giúp ngăn chặn sự nóng lên của Trái đất, bảo vệ môi trường. Đối với các nhà máy sản xuất việc tiết kiệm nguồn điện sẽ làm giảm chi phí sản xuất, đồng thời vẫn đảm bảo được năng suất và tiến độ làm việc cũng như doanh thu và lợi nhuận.

Một nhóm nghiên cứu ở Đại học Central Florida (UCF) đã lấy cảm hứng từ những con bướm để tạo ra loại sơn thân thiện với môi trường giúp tiết kiệm điện và giảm thiểu sự nóng lên của Trái đất.

Dựa trên nguồn cảm hứng sinh học, nhóm nghiên cứu đã sáng tạo ra sơn plasmon, sử dụng sắp xếp cấu trúc nano của vật liệu không màu như nhôm và nhôm oxit thay vì chất màu. Trong khi thuốc nhuộm pigment điều khiển hấp thụ ánh sáng dựa trên đặc điểm điện tử của vật liệu màu, do đó mỗi màu cần một phân tử mới, thuốc nhuộm kết cấu điều khiển cách ánh sáng phản chiếu, phân tán hoặc hấp thụ dựa trên sắp xếp hình học của cấu trúc nano.

Khác với loại thuốc nhuộm pigment hiện nay sử dụng phân tử tổng hợp nhân tạo, loại thuốc nhuộm mới này có kết cấu thân thiện với môi trường do chỉ sử dụng kim loại và oxit. Các nhà nghiên cứu kết hợp thuốc nhuộm kết cấu với chất liên kết thương mại để tạo ra loại sơn bền màu với tất cả màu sắc.

Ngoài ra, do sơn plasmon phản chiếu toàn bộ quang phổ hồng ngoại, nên hấp thụ ít nhiệt hơn. Bề mặt bên dưới mát hơn 13,8 - 16,6 độ C so với dùng sơn thương mại tiêu chuẩn. Chênh lệch nhiệt độ của sơn plasmon hứa hẹn sẽ giúp tiết kiệm điện đáng kể, đồng thời giảm lượng khí thải carbon dioxide, góp phần hạn chế sự nóng lên của toàn cầu.

Sơn plasmon cũng cực kỳ nhẹ do có hệ số tiết diện/độ dày lớn. Độ dày của lớp sơn chỉ ở mức 150 nano mét, biến nó thành loại sơn nhẹ nhất thế giới. Loại sơn này nhẹ đến mức chỉ 1,4 kg sơn plasmon là đủ để phủ máy bay Boeing 747, vốn cần hơn 454 kg nếu dùng sơn thông thường. Bước tiếp theo của dự án bao gồm khám phá sâu hơn đặc điểm tiết kiệm điện của lớp sơn để cải thiện khả năng sinh lời khi sản xuất thương mại.

Triệu Cẩm Tú, (NASATI), tổng hợp 6/2023