Các nhà khoa học tạo ra loại siêu gỗ mới, khỏe hơn cả nhôm, tự động làm mát mà không tốn điện

Các nhà khoa học tạo ra loại siêu gỗ mới, khỏe hơn cả nhôm, tự động làm mát mà không tốn điện
Theo: Nguyễn Hải Theo Trí Thức Trẻ
Thể loại: Khoa Học Công Nghệ
Các thử nghiệm cho thấy, nếu sử dụng loại gỗ này để bao phủ các tòa nhà văn phòng, lượng điện dành cho làm mát có thể giảm từ 35% đến 50% so với thông thường.

Mỗi công trình xây dựng đều là một đối tượng tiêu tốn nhiều năng lượng. Đầu tiên là phần điện năng dành cho việc sản xuất các loại vật liệu như thép, ngoài ra bê tông còn là nguồn lớn gây phát thải carbon ra môi trường. Ngay cả khi hoàn thành, việc làm mát hay sưởi ấm cho các tòa nhà đó lại tiếp tục ngốn thêm một phần năng lượng đáng kể khác.

Nhưng nhờ các nhà nghiên cứu đến từ Đại học Maryland, Đại học California và Đại học Colorado Boulder, một loại vật liệu mới được tìm ra không chỉ khỏe hơn nhôm, mà còn phản xạ tốt ánh nắng mặt trời cũng như bức xạ nhiệt phát sinh ở bên trong ra ngoài môi trường. Đáng nói hơn cả khi loại vật liệu kỳ diệu đó lại là gỗ. Hay nói chính xác hơn, đó là gỗ đã qua xử lý, nhằm loại bỏ một trong hai thành phần chủ yếu của nó.

Loại gỗ với nhiều đặc tính chịu lực tương đương thép, titan

Các nhà khoa học tạo ra loại siêu gỗ mới, khỏe hơn cả nhôm, tự động làm mát mà không tốn điện - Ảnh 1.

Hình ảnh tấm gỗ trước và sau quá trình xử lý loại bỏ Lignin trong tấm gỗ.

Thông thường gỗ có cấu tạo từ 2 loại polymer chính: Cellulose và Lignin. Trong khi Cellulose là một chuỗi dài các phần tử đường liên kết với nhau, Lignin lại là một polymer có cấu trúc vô định hình, khó phân hủy hơn, giúp mang lại đặc tính rắn chắc, vững chãi cho gỗ.

Thế nhưng các nhà nghiên cứu đã tìm ra một quá trình hóa học mới về cơ bản sẽ loại bỏ Lignin ra khỏi gỗ. Trong khi các nhà nghiên cứu không tiết lộ về cách tiến hành quá trình này, tuy nhiên, dựa trên các vật liệu bổ sung vào quá trình thực hiện, có thể dự đoán quá trình này liên quan đến việc nhúng gỗ vào dung dịch Hydro PerOxide (hay còn gọi Oxy già) đậm đặc và đun sôi nó.

Để loại bỏ Lignin mà không làm gỗ bị yếu đi, gỗ sau khi xử lý sẽ được nén lại. Khi không còn Lignin ở giữa cellulose này, các phần tử Hydro/Oxy háo đường sẽ nhanh chóng tương tác với các phần tử đó, tạo nên một mạng lưới liên kết hydro dầy đặc bên trong. Điều này sẽ tạo nên một loại vật liệu còn bền bỉ hơn cả gỗ thường (những nhà nghiên cứu không so sánh độ bền của loại vật liệu mới với gỗ được xử lý áp suất, vốn còn bền hơn gỗ thường)

Một số phép thử được các nhà nghiên cứu thực hiện cho thấy, loại gỗ mới có nhiều đặc tính còn bền vững gấp từ 3 đến 10 lần so với các loại gỗ thường. Đặc biệt, một đặc tính trong số đó là độ bền căng dãn của loại gỗ mới còn ngang ngửa với thép và titanium. Điều này có nghĩa là nó có thể được sử dụng để thay thế cho kim loại trong một số trường hợp.

Khả năng làm mát không dùng điện của loại vật liệu mới

Không chỉ là một vật liệu xây dựng hữu dụng, loại gỗ mới còn có các đặc tính khiến nó trở thành những tấm lót bao phủ mặt ngoài cho các công trình rất hữu ích. Do cách sắp xếp hỗn loạn của các sợi cellulose trong mỗi thớ gỗ, ánh sáng khi đi tới nó sẽ bị dội lại vào trong các sợi cellulose dày đặc bên trong và cuối cùng tản mát năng lượng trong quá trình đó.

Các nhà khoa học tạo ra loại siêu gỗ mới, khỏe hơn cả nhôm, tự động làm mát mà không tốn điện - Ảnh 2.

Đặc tính hấp thụ kém ánh sáng mặt trời giúp loại gỗ mới có khả năng làm mát chủ động.

Chính vì hấp thụ kém ánh sáng mặt trời, loại vật liệt mới cũng không hấp thụ phần nhiệt do ánh sáng mặt trời mang lại. Điều này lại là một lợi thế khi sử dụng loại vật liệu mới vào quá trình làm mát các công trình xây dựng.

Các phần tử đường trong sợi cellulose có khả năng phát xạ hiệu quả bức xạ hồng ngoại. Điều này nghĩa là nếu sử dùng loại vật liệu mới để bao phủ một công trình xây dựng nào đó, nó sẽ hấp thụ nhiệt do công trình đó sinh ra và bức xạ nhiệt đó ra ngoài môi trường. Và nó còn có thể làm được điều này ngay cả khi đang bị ánh nắng mặt trời chiếu vào. Kết luận này được rút ra từ một thử nghiệm của các nhà nghiên cứu.

Họ đặt một bếp nhỏ vào trong một chiếc hộp làm từ loại gỗ mới và sau đó đặt nó dưới ánh nắng mặt trời gay gắt của vùng Arizona. Trong ngày nắng, một mét vuông loại gỗ này có thể bức xạ lượng nhiệt khoảng 16W ra môi trường. Đến đêm khi không còn ánh nắng, lượng nhiệt bức xạ ra lên đến 63W, tính trung bình cả ngày 24 giờ, lượng nhiệt bức xạ là 53W/m2.

Các nhà khoa học tạo ra loại siêu gỗ mới, khỏe hơn cả nhôm, tự động làm mát mà không tốn điện - Ảnh 3.

Thử nghiệm khả năng thoát nhiệt chủ động ra môi trường của loại gỗ mới.

Vào giữa ngày, khi không còn nguồn nhiệt ở bên trong hộp, chênh lệch nhiệt độ giữa bên trong hộp và môi trường xung quanh là khoảng 4oC. Thử tưởng tượng đến việc trong khi nhiệt độ ngoài trời đang là 32oC nhưng căn phòng của bạn chỉ có nhiệt độ 28oC mà không tiêu tốn điện năng cho việc làm mát nó. Nó thật sự là một loại vật liệu kỳ diệu.

Nhưng đây vẫn chỉ là một thử nghiệm trong phạm vi nhỏ, liệu các đặc tính trên có còn được duy trì khi sử dụng vào các công trình lớn hay không?

Thử nghiệm trong các công trình xây dựng

Để trả lời câu hỏi này, các nhà nghiên cứu sử dụng loại gỗ này để làm một mô hình phòng làm việc thông thường với các nguồn phát nhiệt như ánh sáng đèn, người đi lại trong phòng, và theo dõi lượng nhiệt bức xạ ra môi trường. Sau đó căn phòng này được đặt trong tòa nhà văn phòng tại 16 thành phố khác nhau của Mỹ và theo dõi mức năng lượng nó sử dụng trong cả năm với các dữ liệu về thời tiết tại mỗi thành phố.

Kết quả cho thấy, trong những thành phố ở miền Tây và Nam nước Mỹ, như Atlanta, Las Vegas và Phoenix, loại vật liệu mới giúp giảm đáng kể lượng năng lượng tiêu thụ. Các nhà nghiên cứu ước tính việc bao phủ tòa nhà văn phòng bằng loại gỗ đã qua xử lý này sẽ giúp lượng điện dành cho làm mát giảm 35%. Trong các khu đô thị đông đúc, con số này thậm chí có thể tăng lên trên 50%.

Cộng với khả năng vững chãi của loại gỗ mới có thể thay thế cho một số vật liệu kim loại trong các tòa nhà, các nhà nghiên cứu cho rằng loại gỗ đã qua xử lý này sẽ là vật liệu rất hứa hẹn trong thời gian tới. Vì vậy không có gì ngạc nhiên khi 3 thành viên trong nhóm nghiên cứu đã được cấp một bằng sáng chế để thương mại hóa loại gỗ mới này.

Tham khảo Arstechnica

Các nhà khoa học tạo ra thủy tinh dẻo, chỉ có thể uốn cong chứ không thể vỡ

tinybook tinybook 1 tuần 3 ngày
Các nhà khoa học tạo ra thủy tinh dẻo, chỉ có thể uốn cong chứ không thể vỡ
Muốn thủy tinh có được độ dẻo, điều kiện tiên quyết là nó phải cực kỳ tinh khiết và hoàn hảo.

Soi chiếc xe "đậm chất công nghệ" trong MV mới của Rhymastic và Phương Ly

tinybook tinybook 1 tuần 3 ngày
Soi chiếc xe "đậm chất công nghệ" trong MV mới của Rhymastic và Phương Ly
Không chỉ hút "view" bằng beat nhạc cực chất và câu chuyện thật của hai nghệ sĩ, MV "Đâu chịu ngồi yên" của Phương Ly và Rhymastic còn khiến khán giả thích thú với chiếc xe lạ vô cùng hiện đại xuất hiện trong MV.

Ly kỳ vụ trộm báu vật cổ hàng chục ngàn tỷ rúng động cả thế giới

tinybook tinybook 1 tuần 3 ngày
Ly kỳ vụ trộm báu vật cổ hàng chục ngàn tỷ rúng động cả thế giới
Một nhóm trộm táo tợn vừa đột nhập vào một bảo tàng của Đức, lấy đi các món đồ trang sức cổ gắn đá quý, ước tính trị giá tới 1 tỷ Euro (gần 25,6 ngàn tỷ đồng). Sự cố đang gây rúng động toàn châu Âu.

Thụy Sĩ công bố loại ô nhiễm hết sức kinh khủng đến từ... những chiếc lốp xe, và nó không giống như những gì bạn đang tưởng tượng

tinybook tinybook 1 tuần 3 ngày
Thụy Sĩ công bố loại ô nhiễm hết sức kinh khủng đến từ... những chiếc lốp xe, và nó không giống như những gì bạn đang tưởng tượng
Lốp xe gây ô nhiễm kiểu gì? Lốp phế thải chỉ là một phần của câu chuyện thôi.

Tai nạn hi hữu: Quả ngư lôi vừa bắn ra đã quay ngoắt lại, trúng vào chính chiếc tàu ngầm vừa khai hỏa

tinybook tinybook 1 tuần 3 ngày
Tai nạn hi hữu: Quả ngư lôi vừa bắn ra đã quay ngoắt lại, trúng vào chính chiếc tàu ngầm vừa khai hỏa
Trong suốt Thế chiến thứ hai, tàu ngầm của hải quân Mỹ thường bị ảnh hưởng bởi một loạt các vấn đề như ngư lôi kích nổ sớm hay đo độ sâu không chính xác. Nổi tiếng nhất là lỗi ngư lôi tự quay trở lại tàu ngầm vừa khai hỏa.

Màn tranh luận có một không hai: Robot "cãi nhau" xem AI có lợi hay có hại, con người ngồi nghe và đánh giá

tinybook tinybook 1 tuần 3 ngày
Màn tranh luận có một không hai: Robot "cãi nhau" xem AI có lợi hay có hại, con người ngồi nghe và đánh giá
Suy nghĩ của bạn ra sao? Trí tuệ nhân tạo có lợi hay có hại?

Mỏ sản xuất nhiều đá cẩm thạch nhất thế giới, giá trị 1,1 tỷ USD

tinybook tinybook 1 tuần 4 ngày
Mỏ sản xuất nhiều đá cẩm thạch nhất thế giới, giá trị 1,1 tỷ USD
Mỏ đá này thậm chí còn được dùng làm phim trường cho một bộ phim James Bond

90% những ông lớn ngành xe đang cười vào mặt thiết kế xe Cybertruck quái dị của Elon Musk, thậm chí còn khẳng định "xe này phạm luật" từ đầu

tinybook tinybook 1 tuần 4 ngày
90% những ông lớn ngành xe đang cười vào mặt thiết kế xe Cybertruck quái dị của Elon Musk, thậm chí còn khẳng định "xe này phạm luật" từ đầu
Hầu hết mọi yếu tố của Cybertruck đều là điểm cộng, ngoại trừ ... vẻ ngoài của nó.

Hỏi khó: Làm thế nào để đánh bại Flash, siêu anh hùng nhanh nhất nhì lịch sử truyện tranh?

tinybook tinybook 1 tuần 4 ngày
Hỏi khó: Làm thế nào để đánh bại Flash, siêu anh hùng nhanh nhất nhì lịch sử truyện tranh?
Tham khảo Batman chăng? Cái gã mặc đồ dơi, tính tình quái gở mà dựng lên từng kế hoạch để đánh bại mọi thành viên Justice League ấy?

Biến đổi khí hậu dẫn tới sự sụp đổ của một trong những đế chế cổ đại quyền lực nhất lịch sử loài người

tinybook tinybook 1 tuần 4 ngày
Biến đổi khí hậu dẫn tới sự sụp đổ của một trong những đế chế cổ đại quyền lực nhất lịch sử loài người
Đế quốc Assyria từng là một trong những đế chế lớn nhất và hùng mạnh nhất của thế giới cổ đại nhưng giờ đây các nhà khoa học tin rằng, đế chế này đã biến mất chỉ vì biến đổi khí hậu.

Giải pháp ứng phó thiên tai của tương lai: một công-te-nơ "chứa đủ điện" cho 3-4 hộ gia đình cùng dùng

tinybook tinybook 1 tuần 5 ngày
Giải pháp ứng phó thiên tai của tương lai: một công-te-nơ "chứa đủ điện" cho 3-4 hộ gia đình cùng dùng
CEO của Boxpower, Angelo Campus tin rằng hệ thống này sẽ sớm có mặt trên mọi miền nước Mỹ cũng như trên toàn thế giới.

100 năm lời nguyền táo đỏ: Con người đã ép những quả táo phải đỏ, ngày càng phải đỏ

tinybook tinybook 1 tuần 5 ngày
100 năm lời nguyền táo đỏ: Con người đã ép những quả táo phải đỏ, ngày càng phải đỏ
Giống táo Red Delicious được giới thiệu vào năm 1921, kể từ đó, chúng ta bắt đầu nghĩ: Cứ táo là phải đỏ.

Chống biến đổi khí hậu: Một con cá voi đáng giá bằng hàng vạn cây xanh

tinybook tinybook 1 tuần 5 ngày
Chống biến đổi khí hậu: Một con cá voi đáng giá bằng hàng vạn cây xanh
5 triệu con cá voi có thể hấp thụ CO2 tương đương với 4 khu rừng Amazon.

Làm ra thịt từ không khí: Nghe qua tưởng vô lý nhưng khoa học đã thực hiện thành công điều không tưởng này

tinybook tinybook 1 tuần 5 ngày
Làm ra thịt từ không khí: Nghe qua tưởng vô lý nhưng khoa học đã thực hiện thành công điều không tưởng này
Bằng cách tái sử dụng khí CO2 do các phi hành gia thải ra trong không gian kín của tàu con thoi, công nghệ của NASA cho phép chế biến khí CO2 thành thực phẩm.

Từng có đến 9 chủng loài người trên Trái đất nhưng nay chỉ còn 1 - phải chăng người hiện đại đã tàn sát tất cả?

tinybook tinybook 1 tuần 5 ngày
Từng có đến 9 chủng loài người trên Trái đất nhưng nay chỉ còn 1 - phải chăng người hiện đại đã tàn sát tất cả?
Các bằng chứng lịch sử cho thấy người tinh khôn - Homo Sapien dường như đã tuyệt diệt tất cả các địch thủ khác trên con đường chiếm lĩnh cả hành tinh của mình.

Victor Lustig, kẻ lừa đảo khét tiếng đã hai lần bán tháp Eiffel

tinybook tinybook 1 tuần 6 ngày
Victor Lustig, kẻ lừa đảo khét tiếng đã hai lần bán tháp Eiffel
Những câu chuyện nức tiếng về Victor Lustig khiến bạn phải thốt lên: Làm sao nạn nhân lại cả tin đến thế cơ chứ! Dù nghe hoang đường đến mấy, những phi vụ này đều có thực.

Tại sao côn trùng lại có kích thước nhỏ bé như vậy? Vì sao con gián mất đầu mà vẫn có thể sống và hô hấp bình thường?

tinybook tinybook 1 tuần 6 ngày
Tại sao côn trùng lại có kích thước nhỏ bé như vậy? Vì sao con gián mất đầu mà vẫn có thể sống và hô hấp bình thường?
Chắc hẳn hồi còn bé ai cũng từng một lần giết những con côn trùng và chắc hẳn sẽ có một vài người cảm thấy tò mò về những chất có màu trắng hay vàng thoát ra thay vì máu như trên cơ thể con người.

Dùng vệ tinh chụp từ trên cao, phát hiện một loạt hình vẽ 'siêu to khổng lồ' đầy bí ẩn nằm ngay giữa sa mạc ở Peru

tinybook tinybook 1 tuần 6 ngày
Dùng vệ tinh chụp từ trên cao, phát hiện một loạt hình vẽ siêu to khổng lồ đầy bí ẩn nằm ngay giữa sa mạc ở Peru
Với sự giúp đỡ của vệ tinh và trí tuệ nhân tạo, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra một loạt hình vẽ bí ẩn có kích thước khổng lồ nằm ở giữa một sa mạc ở Peru.

10 vũ khí trong đa vũ trụ DC đủ sức để đánh bại cả các vị thần

tinybook tinybook 1 tuần 6 ngày
10 vũ khí trong đa vũ trụ DC đủ sức để đánh bại cả các vị thần
Vị thế của những ông thần này được đánh giá bởi sức mạnh, sự vĩ đại và sức sống bất tử. Nhưng trong vũ trụ của DC, ngay cả thần cũng không tránh khỏi cái chết.

Phát hiện dấu vết của đường trong thiên thạch có niên đại 5 tỷ năm tuổi, vén màn bí ẩn về quá trình hình thành sự sống trên Trái Đất

tinybook tinybook 1 tuần 6 ngày
Phát hiện dấu vết của đường trong thiên thạch có niên đại 5 tỷ năm tuổi, vén màn bí ẩn về quá trình hình thành sự sống trên Trái Đất
Liệu rằng loài người chúng ta - một trong những "hậu duệ" của sự sống nguyên sơ - có nguồn gốc từ ngoài Trái Đất?

Cybertruck được lấy cảm hứng từ chiếc xe của James Bond năm 1977, Elon Musk đã mua vào năm 2013

tinybook tinybook 1 tuần 6 ngày
Cybertruck được lấy cảm hứng từ chiếc xe của James Bond năm 1977, Elon Musk đã mua vào năm 2013
Elon Musk thích chiếc xe của 007 đến mức tự bỏ tiền ra tậu hẳn hàng xịn tại một cuộc đấu giá năm 2013.

Nhà thiết kế hô biến những container chở hàng thô kệch thành ngôi nhà mơ ước

tinybook tinybook 2 tuần 1 giờ
Nhà thiết kế hô biến những container chở hàng thô kệch thành ngôi nhà mơ ước
Bằng cách xếp chồng 11 container chồng lên nhau, nhà thiết kế Will Breaux đã tạo ra được một dãy nhà ba tầng ấn tượng và sự bất ngờ không chỉ nằm ở thiết kế bên ngoài mà còn nằm nội thất cực sang chảnh bên trong.

Nhóm nghiên cứu công bố bằng chứng khẳng định sự tồn tại của một lực thứ năm, hứa hẹn đảo lộn nền Vật lý mà ta vẫn biết

tinybook tinybook 2 tuần 3 giờ
Nhóm nghiên cứu công bố bằng chứng khẳng định sự tồn tại của một lực thứ năm, hứa hẹn đảo lộn nền Vật lý mà ta vẫn biết
Vẫn như mọi khi, cần thêm nhiều thử nghiệm và kết quả khác để có thể đảo lộn cả nền vật lý.

Những ‘vũ khí’ lợi hại của YADEA G5 - Tân binh xe máy điện đang khiến giới trẻ Việt tò mò

tinybook tinybook 2 tuần 4 giờ
Những ‘vũ khí’ lợi hại của YADEA G5 - Tân binh xe máy điện đang khiến giới trẻ Việt tò mò
YADEA G5 là mẫu xe máy điện được kỳ vọng sẽ thu hút nhiều bạn trẻ Việt đang tìm kiếm phương tiện 2 bánh cá tính đồng hành trong cuộc sống năng động.

Top 10 nhân vật Marvel phù hợp cho những bộ phim kinh dị

tinybook tinybook 2 tuần 4 giờ
Top 10 nhân vật Marvel phù hợp cho những bộ phim kinh dị
Marvel không hề thiếu những "tài năng bẩm sinh" cho những bộ phim kinh dị.

Khoa học chứng kiến luồng ánh sáng chói nhất Vũ trụ, sinh ra bởi vụ nổ tia gamma mạnh gấp hàng tỷ lần Mặt Trời, xảy ra cách Trái Đất 5 tỷ năm ánh sáng

tinybook tinybook 2 tuần 16 giờ
Khoa học chứng kiến luồng ánh sáng chói nhất Vũ trụ, sinh ra bởi vụ nổ tia gamma mạnh gấp hàng tỷ lần Mặt Trời, xảy ra cách Trái Đất 5 tỷ năm ánh sáng
Nếu Trái Đất mà trúng phải tia này, chúng ta đã "tèo" cả rồi ...

Chỉ làm mỗi việc bật tắt dòng điện, các bóng bán dẫn thực hiện việc tính toán như thế nào?

tinybook tinybook 2 tuần 1 ngày
Chỉ làm mỗi việc bật tắt dòng điện, các bóng bán dẫn thực hiện việc tính toán như thế nào?
Làm thế nào chỉ với việc bật tắt dòng điện đi qua bóng bán dẫn, các bộ xử lý có thể thực hiện được các phép tính cũng như các tác vụ phức tạp khác?

Sử dụng mạng neural nhân tạo, viện nghiên cứu Nga đọc được tín hiệu não bộ, dịch nó thành hình ảnh trong thời gian thực

tinybook tinybook 2 tuần 1 ngày
Sử dụng mạng neural nhân tạo, viện nghiên cứu Nga đọc được tín hiệu não bộ, dịch nó thành hình ảnh trong thời gian thực
Đây là bước đệm để phát triển một giao diện não bộ - máy tính hiệu quả trong tương lai.

Nghiên cứu hóa thạch mới khẳng định rắn từng có 2 chân

tinybook tinybook 2 tuần 1 ngày
Nghiên cứu hóa thạch mới khẳng định rắn từng có 2 chân
Suốt 160 năm, chúng ta đã đặt ra những giả thuyết sai lầm trong quá trình tiến hóa của loài rắn.

Cựu khoa học gia của NASA tuyên bố tìm thấy côn trùng sống trên Sao Hỏa

tinybook tinybook 2 tuần 1 ngày
Cựu khoa học gia của NASA tuyên bố tìm thấy côn trùng sống trên Sao Hỏa
Đó có phải là một con côn trùng có chân, mắt và các khoang cơ thể rõ ràng?
tinybook Công Nghệ Thông Tin








Chat