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

7 cơ hội việc làm mới đầy hấp dẫn hứa hẹn sẽ được tạo ra nhờ robot

tinybook tinybook 1 tuần 6 ngày
7 cơ hội việc làm mới đầy hấp dẫn hứa hẹn sẽ được tạo ra nhờ robot
Khác xa với sự bi quan của nhiều người về việc robot có thể thay thế con người làm nhiều việc và gián tiếp thúc đẩy tình trạng thất nghiệp, tuy nhiên robot hoàn toàn có thể tạo ra thêm nhiều việc làm mới.

[Video] Cận cảnh quá trình thử nghiệm hệ thống tên lửa đẩy trên tàu vũ trụ Orion của NASA

tinybook tinybook 1 tuần 6 ngày
[Video] Cận cảnh quá trình thử nghiệm hệ thống tên lửa đẩy trên tàu vũ trụ Orion của NASA
Quá trình thử nghiệm tên lửa đẩy rất quan trọng vì nó quyết định phần lớn sự thành công của việc đưa tàu vũ trụ Orion của NASA đi vào đúng quỹ đạo và tiếp cận được Mặt Trăng.

Cận cảnh chuyên gia Nhật Bản tắm nước sông Tô Lịch

tinybook tinybook 2 tuần 1 giờ
Cận cảnh chuyên gia Nhật Bản tắm nước sông Tô Lịch
Chuyên gia Nhật Bản hy vọng trong tương lai, khi cả sông được xử lý làm sạch bằng công nghệ Nano, nước sông Tô Lịch lại trong xanh.

Vệ tinh không chỉ dẫn đường, giám sát thiên tai mà đã có thể dự đoán khi nào một cây cầu sắp sập

tinybook tinybook 2 tuần 14 giờ
Vệ tinh không chỉ dẫn đường, giám sát thiên tai mà đã có thể dự đoán khi nào một cây cầu sắp sập
Vệ tinh không chỉ dẫn đường, giám sát thiên tai mà đã có thể dự đoán khi nào một cây cầu sắp sập

Tìm được loại men ủ hơn 4500 năm, nhà khoa học thử chế biến và thành công với món bánh mì nướng thơm ngon lạ lùng

tinybook tinybook 2 tuần 15 giờ
Tìm được loại men ủ hơn 4500 năm, nhà khoa học thử chế biến và thành công với món bánh mì nướng thơm ngon lạ lùng
Có thể bạn vẫn sẽ tin tưởng và ăn một chiếc bánh bị hết hạn một hoặc hai ngày. Nhưng bạn có dám ăn một chiếc bánh mì nướng đã hết hạn sử dụng quá 4500 năm hay không?

Chiêm ngưỡng ảnh đẹp như mơ chụp bằng smartphone OPPO

tinybook tinybook 2 tuần 17 giờ
Chiêm ngưỡng ảnh đẹp như mơ chụp bằng smartphone OPPO
Đây là những bức ảnh xuất sắc nhất đã thắng giải trrong cuộc thi OPPO Creators Awards năm 2019. Cuộc thi hướng đến cộng đồng người dùng smartphone đam mê nhiếp ảnh trên toàn cầu, với thông điệp :”See Beyond” (Vượt chuẩn tầm nhìn).

Cận cảnh dàn nội thất siêu hiện đại sắp được trang bị cho các máy bay của Airbus trong tương lai

tinybook tinybook 2 tuần 1 ngày
Cận cảnh dàn nội thất siêu hiện đại sắp được trang bị cho các máy bay của Airbus trong tương lai
Cụ thể, dàn nội thất này sẽ được mang lên các mẫu máy bay A330, với tên gọi mới là A330neo Airspace.

Một công ty xây dựng tại Mỹ cung cấp dịch vụ biến sân vườn thành bãi biển nhân tạo với biển xanh, cát trắng, nắng vàng

tinybook tinybook 2 tuần 2 ngày
Một công ty xây dựng tại Mỹ cung cấp dịch vụ biến sân vườn thành bãi biển nhân tạo với biển xanh, cát trắng, nắng vàng
Chỉ cần bỏ ra từ 20 ngàn USD, bạn có thể biến một khoảng sân nhà bạn trở thành bãi biển nhiệt đới đầy nắng và gió ngay trong đời thực.

Ngọn hải đăng bị cô lập ở Iceland này là nơi hoàn hảo để tránh một đại dịch zombie

tinybook tinybook 2 tuần 2 ngày
Ngọn hải đăng bị cô lập ở Iceland này là nơi hoàn hảo để tránh một đại dịch zombie
Một ngọn hải đăng đặc biệt ở Iceland được mệnh danh là địa điểm hoàn hảo để sống sót nếu như có một ngày đại dịch zombie xảy ra.

Các nhà khoa học Nhật chế tạo một chiếc đuôi máy, vì nghĩ rằng con người không có đuôi là một thiếu sót lớn

tinybook tinybook 2 tuần 2 ngày
Các nhà khoa học Nhật chế tạo một chiếc đuôi máy, vì nghĩ rằng con người không có đuôi là một thiếu sót lớn
Sẽ ra sao nếu con người có đuôi?

Đã có 'siêu thực phẩm' có thể cứu đói cả nhân loại: Tất cả chỉ nhờ loại thực vật nhỏ bé này!

tinybook tinybook 2 tuần 3 ngày
Đã có siêu thực phẩm có thể cứu đói cả nhân loại: Tất cả chỉ nhờ loại thực vật nhỏ bé này!
Một công ty khởi nghiệp ở Anh đã tạo ra một loại thực phẩm chỉ từ vi tảo nhưng đáp ứng đầy đủ mọi nhu cầu dưỡng chất cho cơ thể.

Kết hợp 2 kỹ thuật diệt muỗi bí truyền, các nhà khoa học triệt tiêu được 94% lượng muỗi tại hai hòn đảo Trung Quốc

tinybook tinybook 2 tuần 3 ngày
Kết hợp 2 kỹ thuật diệt muỗi bí truyền, các nhà khoa học triệt tiêu được 94% lượng muỗi tại hai hòn đảo Trung Quốc
Báo cáo khoa học mới cho ta hy vọng về một miền đất hứa, nơi con người không còn bị muỗi đốt mỗi khi hè tới.

Sự đáng sợ của biến đổi khí hậu: Đến động vật ở vùng lạnh nhất cũng không thể sống nổi nữa

tinybook tinybook 2 tuần 4 ngày
Sự đáng sợ của biến đổi khí hậu: Đến động vật ở vùng lạnh nhất cũng không thể sống nổi nữa
Biến đổi khí hậu đã khiến động vật chết hàng loạt khi nhiệt độ tăng đột biến tại một số khu vực.

Nhà hoạt động vì quyền động vật hô hào người dân "để yên cho muỗi hút máu vì nó còn phải nuôi con"

tinybook tinybook 2 tuần 4 ngày
Nhà hoạt động vì quyền động vật hô hào người dân "để yên cho muỗi hút máu vì nó còn phải nuôi con"
Trong khi cả thế giới đang ra sức diệt muỗi, người đàn ông này lại kêu gọi mọi người để loài côn trùng này được yên thân.

Khi bị ong bắp cày tấn công, ong mật Nhật Bản sẽ bu lấy đối thủ, đồng loạt rung lên để nướng chín kẻ địch

tinybook tinybook 2 tuần 4 ngày
Khi bị ong bắp cày tấn công, ong mật Nhật Bản sẽ bu lấy đối thủ, đồng loạt rung lên để nướng chín kẻ địch
Tự nhiên kỳ diệu làm sao!

Thứ gì chúng ta tạo ra được nhưng không thể chứa đựng được? Nếu bạn đoán "tình yêu dành cho crush" thì sai bét!

tinybook tinybook 2 tuần 4 ngày
Thứ gì chúng ta tạo ra được nhưng không thể chứa đựng được? Nếu bạn đoán "tình yêu dành cho crush" thì sai bét!
Hóa ra các nhà hóa học đang giữ đáp án cho câu hỏi này.

Tại sao hầu hết bảng mạch in lại có màu xanh lá cây trong khi của Apple lại màu đen?

tinybook tinybook 2 tuần 4 ngày
Tại sao hầu hết bảng mạch in lại có màu xanh lá cây trong khi của Apple lại màu đen?
Dù các bảng mạch màu xanh lá cây giúp việc kiểm tra bản mạch hiệu quả hơn, nhưng khi quá trình này được tự động hóa cao hơn, màu sắc của nó trở nên không còn quá quan trọng nữa.

Cách sử dụng phần mềm trên máy bay 300 triệu USD: cứ 149 tiếng thì nhớ phải tắt đi bật lại

tinybook tinybook 2 tuần 4 ngày
Cách sử dụng phần mềm trên máy bay 300 triệu USD: cứ 149 tiếng thì nhớ phải tắt đi bật lại
Bệnh "lag" không của riêng ai.

Bạn có biết: Quân đội Mỹ từng thả cả cả dàn nhạc cụ xuống căn cứ cho binh lính giải trí sau những giờ chiến đấu căng thẳng

tinybook tinybook 2 tuần 5 ngày
Bạn có biết: Quân đội Mỹ từng thả cả cả dàn nhạc cụ xuống căn cứ cho binh lính giải trí sau những giờ chiến đấu căng thẳng
Trong chiến tranh, người lính cũng cần được giải trí và quân đội Mỹ có một cách để giải trí rất hữu hiệu cho binh lính, đó là mang đàn piano và các nhạc cụ ra ngoài chiến trường.

Độc đáo ý tưởng khách sạn xây dựng sát vách núi với hồ bơi vô cực kéo dài ngoài mỏm đá

tinybook tinybook 2 tuần 5 ngày
Độc đáo ý tưởng khách sạn xây dựng sát vách núi với hồ bơi vô cực kéo dài ngoài mỏm đá
Nếu bạn đủ can đảm dạo bước ngoài ban công khách sạn, thậm chí là thả mình trong hồ bơi kéo dài ra ngoài vách núi, có lẽ bạn là một trong số những người gan dạ nhất trên hành tinh.

Lốc xoáy bình thường xưa rồi, đoạn video lốc xoáy... than này sẽ khiến bạn phải sững sờ

tinybook tinybook 2 tuần 5 ngày
Lốc xoáy bình thường xưa rồi, đoạn video lốc xoáy... than này sẽ khiến bạn phải sững sờ
Nếu như năm ngoái là năm của lốc xoáy lửa, thì năm nay chúng ta có lốc xoáy than.

Bằng dung dịch từ tính do NASA sáng chế, chàng trai 18 tuổi tìm ra cách lọc vi nhựa khỏi nước

tinybook tinybook 2 tuần 5 ngày
Bằng dung dịch từ tính do NASA sáng chế, chàng trai 18 tuổi tìm ra cách lọc vi nhựa khỏi nước
Fionn Ferreira nhận về 50.000 USD tiền thưởng từ Hội chợ Khoa học Google. Một phần thưởng xứng đáng cho nỗ lực cứu lấy nhân loại!

Chiếc xe đạp tự lái này cho thấy sự tiến bộ trong khả năng thiết kế chip của Trung Quốc

tinybook tinybook 2 tuần 6 ngày
Chiếc xe đạp tự lái này cho thấy sự tiến bộ trong khả năng thiết kế chip của Trung Quốc
Nhờ thiết kế lai giữa kiến trúc chip thông thường với các mạng lưới thần kinh nhân tạo, chip Tianjic có thể mang tới nhiều khả năng cao cấp cho chiếc xe đạp tự lái.

Đây là hệ thống dùng năng lượng Mặt Trời để biến nước biển thành nước ngọt, tạo ra được 75.000 lít nước/ngày với giá chỉ 58 VNĐ/lít

tinybook tinybook 2 tuần 6 ngày
Đây là hệ thống dùng năng lượng Mặt Trời để biến nước biển thành nước ngọt, tạo ra được 75.000 lít nước/ngày với giá chỉ 58 VNĐ/lít
Nó sẽ giải quyết được vấn nạn thiếu nước nhân loại đã đang đối mặt.

Nghiên cứu mới: Uống rượu vang đỏ giúp giảm stress và trầm cảm nhờ vào một hợp chất đặc biệt

tinybook tinybook 2 tuần 6 ngày
Nghiên cứu mới: Uống rượu vang đỏ giúp giảm stress và trầm cảm nhờ vào một hợp chất đặc biệt
Việc phát hiện một hợp chất đặc biệt trong rượu vang đỏ đã mở đường cho việc phát triển các loại thuốc chống trầm cảm và lo âu mới có nguồn gốc thiên nhiên.

Giải ngố về Eternals, tập hợp siêu anh hùng sở hữu quyền năng vô song sắp xuất hiện trong Vũ trụ Điện ảnh Marvel

tinybook tinybook 2 tuần 6 ngày
Giải ngố về Eternals, tập hợp siêu anh hùng sở hữu quyền năng vô song sắp xuất hiện trong Vũ trụ Điện ảnh Marvel
Trong bài viết này sẽ đi sâu hơn vào tiểu sử và các thông tin về nhóm siêu anh hùng the Eternals.

Hỏi khó: Thuốc độc lúc hết hạn sẽ không độc nữa hay còn nguy hiểm hơn?

tinybook tinybook 3 tuần 3 giờ
Hỏi khó: Thuốc độc lúc hết hạn sẽ không độc nữa hay còn nguy hiểm hơn?
Đã bao giờ bạn tự hỏi chuyện gì sẽ xảy ra với chai thuốc diệt chuột hết hạn từ năm ngoái của nhà mình chưa? Thời gian chắc chắn đã làm nó bị hỏng – nhưng mà "hỏng" theo cách nào nhỉ?

Chiếc xe đạp điện giá 3.000 USD được quảng cáo "không thể bị ăn trộm" bị phá khóa trong chưa đầy 60 giây

tinybook tinybook 3 tuần 3 giờ
Chiếc xe đạp điện giá 3.000 USD được quảng cáo "không thể bị ăn trộm" bị phá khóa trong chưa đầy 60 giây
Trên đời này không có thứ gì tuyệt đối cả.

Các nhà khoa học phát minh ra loại vải càng thơm khi càng thấm nhiều mồ hôi

tinybook tinybook 3 tuần 4 giờ
Các nhà khoa học phát minh ra loại vải càng thơm khi càng thấm nhiều mồ hôi
Bộ quần áo bạn mặc khi tập thể dục thể thao sẽ kiêm luôn vai trò máy lọc không khí!

Giải ngố về AGI: Trí tuệ nhân tạo có thể đưa nhân loại sang trang mới, lại vừa có thể dẫn đến họa diệt vong nếu rơi vào tay kẻ xấu

tinybook tinybook 3 tuần 15 giờ
Giải ngố về AGI: Trí tuệ nhân tạo có thể đưa nhân loại sang trang mới, lại vừa có thể dẫn đến họa diệt vong nếu rơi vào tay kẻ xấu
Giờ là thời điểm năm 2019, một loạt những công nghệ tưởng như bất khả thi đã đang tìm được đường ra tới đời thực. Trong số đó, ta có Trí tuệ Phổ biến Nhân tạo - Artificial General Intelligence.
tinybook Công Nghệ Thông Tin








Chat