Phó Giáo sư Dương Minh Hải (thứ hai từ trái sang) và nhóm tác giả gồm Goh Xue Yang (thứ nhất từ ​​trái sang), Nguyễn Tấn Luân (thứ ba từ trái sang), và Bai Tianliang (ngoài cùng bên phải), Đại học Quốc gia Singapore đã phát triển các loại aerogel cải tiến để làm mát bức xạ (màu trắng) và hấp thụ sóng điện từ (màu xám). Ảnh: NUS
Phó Giáo sư Dương Minh Hải (thứ hai từ trái sang) và nhóm tác giả gồm Goh Xue Yang (thứ nhất từ ​​trái sang), Nguyễn Tấn Luân (thứ ba từ trái sang), và Bai Tianliang (ngoài cùng bên phải), Đại học Quốc gia Singapore đã phát triển các loại aerogel cải tiến để làm mát bức xạ (màu trắng) và hấp thụ sóng điện từ (màu xám). Ảnh: NUS

Bước tiến mới của nhà khoa học gốc Việt tại NUS: Phát triển aerogel làm mát bức xạ và hấp thụ sóng điện từ

Trong nỗ lực tiên phong, một nhóm nghiên cứu do Phó giáo sư người Việt Dương Minh Hải từ Khoa Cơ khí thuộc Trường Cao đẳng Thiết kế và Kỹ thuật, Đại học Quốc gia Singapore (NUS) dẫn đầu, đã phát triển aerogel cho hai ứng dụng mới: làm mát bức xạ và hấp thụ sóng điện từ (EMW). Hai nghiên cứu mới chứng minh rằng, aerogel có thể làm mát các tòa nhà và bảo vệ khỏi sóng điện từ có hại phát ra từ các thiết bị điện tử.

Aerogel, được biết đến với độ xốp và mật độ thấp, là vật liệu rắn có chức năng linh hoạt, từ việc hấp thụ các hạt chất béo trong thực phẩm bổ sung kiểm soát trọng lượng cho đến tạo điều kiện cho các quá trình tái chế kim loại bền vững hơn.

Theo truyền thống, aerogel được sử dụng để cung cấp vật liệu cách nhiệt trong ngành hàng không vũ trụ, Và giờ đây, các nhà khoa học từ Đại học Quốc gia Singapore (NUS) đã đưa vật liệu này lên một tầm cao mới - khai thác các đặc tính độc đáo của nó để mang lại giá trị cho nhiều ứng dụng trong xây dựng, xử lý môi trường, phân phối thuốc, và thậm chí cả quần áo và dệt may.

Theo thông cáo được NUS công bố ngày 4/6, trong nỗ lực tiên phong, một nhóm nghiên cứu do Phó giáo sư người Việt Dương Minh Hải từ Khoa Cơ khí thuộc Trường Cao đẳng Thiết kế và Kỹ thuật, Đại học Quốc gia Singapore (NUS) dẫn đầu, đã phát triển aerogel cho hai ứng dụng mới: làm mát bức xạ và hấp thụ sóng điện từ (EMW).

Công trình của các nhà nghiên cứu được xây dựng dựa trên những thành công trước đây của họ trong việc phát triển aerogel từ nhiều loại vật liệu phế thải, từ nhựa và giấy đến các phụ phẩm nông nghiệp như lá dứa.

Aerogel làm mát bức xạ

Bằng cách sử dụng chất thải nhựa, các nhà nghiên cứu từ Đại học Quốc gia Singapore đã chế tạo ra aerogel màng mỏng có chức năng như chất cách nhiệt và làm mát bức xạ. Trong phần trình diễn này, aerogel (màu trắng) cách nhiệt hiệu quả với nhiệt tỏa ra từ chậu nước nóng, dẫn đến nhiệt độ ở bề mặt trên của nó thấp hơn. Ảnh: NUS.

Bằng cách sử dụng chất thải nhựa, các nhà nghiên cứu từ Đại học Quốc gia Singapore đã chế tạo ra aerogel màng mỏng có chức năng như chất cách nhiệt và làm mát bức xạ. Trong phần trình diễn này, aerogel (màu trắng) cách nhiệt hiệu quả với nhiệt tỏa ra từ chậu nước nóng, dẫn đến nhiệt độ ở bề mặt trên của nó thấp hơn. Ảnh: NUS.

Các hệ thống làm mát truyền thống, chẳng hạn như máy điều hòa không khí, cần sử dụng rất nhiều năng lượng, chiếm khoảng 20% ​​lượng điện sử dụng trong các tòa nhà trên toàn thế giới. Các aerogel mới do nhóm các nhà khoa học NUS phát triển đưa ra một giải pháp làm mát thụ động thay thế, tận dụng quá trình làm mát bức xạ tự nhiên để tản nhiệt vào không gian mà không tiêu tốn năng lượng.

PGS Dương Minh Hải cho biết: “Quá trình này bao gồm việc sử dụng các aerogel được thiết kế đặc biệt để phát ra bức xạ hồng ngoại qua "cửa sổ bầu trời’"trong khí quyển, làm mát hiệu quả nhiệt độ bề mặt xuống dưới mức môi trường xung quanh”.

“Chúng tôi rất vui mừng khi có thể tái chế sợi từ chai polyethylene terephthalate (PET) dùng một lần để tạo ra aerogel mới được thiết kế cho mục đích này nhằm giúp giải quyết cuộc khủng hoảng rác thải nhựa toàn cầu”, nhà khoa học này tuyên bố.

Trước đây, nhóm nghiên cứu đã làm việc với sợi PET để sản xuất aerogel, nhưng phương pháp mới nhất này tiết kiệm năng lượng hơn đáng kể, tiêu thụ ít năng lượng hơn khoảng 97% và giảm thời gian sản xuất tới 96%.

PGS Dương Minh Hải (bên phải) và aerogel cải tiến để làm mát bức xạ. (Ảnh nhân vật cung cấp).

PGS Dương Minh Hải (bên phải) và aerogel cải tiến để làm mát bức xạ. (Ảnh nhân vật cung cấp).

Khi được thử nghiệm ở vùng khí hậu ấm áp của Singapore, được tiến hành với sự cộng tác của Tiến sĩ Jaesuk Hwang thuộc Trung tâm Công nghệ Lượng tử của NUS, kết quả cho thấy, 0,5 cm vật liệu tạo ra hiệu ứng làm mát 2 độ C, đạt được bằng cách phát ra nhiệt hồng ngoại ra môi trường xung quanh, đồng thời thể hiện khả năng cách nhiệt tốt, ngăn chặn sự hấp thụ nhiệt từ môi trường xung quanh.

PGS Dương Minh Hải cho biết thêm: “Những aerogel này có thể làm giảm mức tiêu thụ năng lượng ở cả các tòa nhà dân cư và thương mại, đặc biệt là ở vùng khí hậu nhiệt đới, nơi việc làm mát hiện là điều cần thiết”.

Nghiên cứu trong tương lai sẽ tập trung vào việc điều chỉnh các aerogel này cho phù hợp với các điều kiện khí hậu đa dạng và mở rộng ứng dụng của chúng ngoài khả năng cách nhiệt của tòa nhà, chẳng hạn như trong các quy trình công nghiệp trong đó việc quản lý nhiệt hiệu quả của ống tuần hoàn chất lỏng là rất quan trọng.

Aerogel để hấp thụ sóng điện từ

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Quốc gia Singapore đã phát triển một loại aerogel cải tiến thể hiện hiệu suất hấp thụ năng lượng điện từ ấn tượng. Trong phần trình diễn này, điện thoại di động được che chắn bởi aerogel (màu xám) đã ghi lại tốc độ WiFi chậm hơn đáng kể, cho thấy sự hấp thụ bức xạ điện từ phát ra từ điện thoại di động. Ảnh: NUS
Các nhà nghiên cứu từ Đại học Quốc gia Singapore đã phát triển một loại aerogel cải tiến thể hiện hiệu suất hấp thụ năng lượng điện từ ấn tượng. Trong phần trình diễn này, điện thoại di động được che chắn bởi aerogel (màu xám) đã ghi lại tốc độ WiFi chậm hơn đáng kể, cho thấy sự hấp thụ bức xạ điện từ phát ra từ điện thoại di động. Ảnh: NUS

Các thiết bị điện tử hiện đại phát ra sóng điện từ (EMW) có thể làm hỏng các thiết bị gần đó và gây nguy hiểm cho sức khỏe, bao gồm tổn thương DNA và ung thư.

Do đó, điều quan trọng là phải phát triển các vật liệu có thể hấp thụ EMW một cách hiệu quả để bảo vệ cả con người và cơ sở hạ tầng khỏi những tác động bất lợi này. Các ứng dụng bao gồm tăng cường sự riêng tư và an ninh của các tòa nhà cũng như bảo vệ các thiết bị y tế nhạy cảm.

Để giải quyết nhu cầu này, nhóm của PGS Dương Minh Hải đã phát triển một quy trình có thể mở rộng và thân thiện với môi trường để sản xuất các loại aerogel mới có khả năng hấp thụ EMW hiệu quả. Quá trình này bao gồm việc trộn ba thành phần chính – ống nano carbon, rượu polyvinyl và carboxymethyl cellulose – sau đó là đông khô.

Aerogel có độ dày khoảng 3 mm - gần bằng chiều rộng của 40 sợi tóc người - đã chứng tỏ hiệu suất ấn tượng trong việc hấp thụ 99,99% năng lượng EMW. Trên toàn bộ dải tần X (8,2–12,4 GHz) của phổ điện từ, được sử dụng chủ yếu cho các hệ thống radar, theo dõi thời tiết và kiểm soát không lưu, aerogel luôn thể hiện khả năng hấp thụ 90% năng lượng EMW.

PGS Dương Minh Hải cho biết thêm: “Ngoài việc cung cấp băng thông hấp thụ rộng 1,2–2,2 GHz ở băng tần X, aerogel của chúng tôi còn nhẹ hơn khoảng 10 lần so với các vật liệu tổng hợp hiện có được sử dụng để hấp thụ EMW”.

Nhóm các nhà khoa học và các loại aerogel cải tiến hấp thụ sóng điện từ, (Ảnh nhân vật cung cấp).

Nhóm các nhà khoa học và các loại aerogel cải tiến hấp thụ sóng điện từ, (Ảnh nhân vật cung cấp).

“Không giống như các vật liệu tổng hợp khác, aerogel của chúng tôi không cần trộn với chất độn polymer nặng trước khi sử dụng”, nhà khoa học gốc Việt nói.

Các nhà nghiên cứu đã ước tính rằng việc sản xuất 1 m2 aerogel với độ dày 1 cm chỉ tốn chưa đến 100 SGD (tương đương 74 USD). Chi phí này thấp hơn đáng kể so với giá của các vật liệu thương mại tương tự khác, có thể dao động từ 180 SGD (tương đương 133 USD) đến trên 1.000 SGD (tương đương 738 USD).

Trong tương lai, nhóm nghiên cứu có kế hoạch cải tiến các đặc tính cơ học của aerogel, chẳng hạn như tính linh hoạt, để mở rộng khả năng ứng dụng của chúng trong nhiều dự án xây dựng và cơ sở hạ tầng khác nhau.

Các nhà nghiên cứu cũng đặt mục tiêu tiến hành các thử nghiệm trong thế giới thực để đánh giá đầy đủ khả năng hấp thụ EMW của aerogel trong các tình huống thực tế.

Trước đó, bằng cách sử dụng chất thải nhựa, nhóm nghiên cứu đã chế tạo ra các aerogel màng mỏng có chức năng như chất cách nhiệt và làm mát bức xạ. Những aerogel này có thể được áp dụng cho bất kỳ bề mặt nào, như mái nhà, để giảm nhiệt độ bên trong, mang lại giải pháp bền vững và có thể mở rộng để quản lý nhiệt không cần năng lượng. Phát hiện của nhóm đã được công bố trên tạp chí Năng lượng mặt trời vào ngày 15/5 vừa qua.

Trong một nghiên cứu khác, được công bố trên tạp chí Carbon vào ngày 10/1/ 2024, các nhà nghiên cứu của NUS đã nghĩ ra một phương pháp đơn giản, có thể mở rộng để sản xuất aerogel hấp thụ EMW trong dải X, đặc trưng của các phương pháp được sử dụng trong giám sát thời tiết và kiểm soát không lưu. Những aerogel nhẹ, bền này bảo vệ khỏi ô nhiễm điện từ, bảo vệ cả con người và các thiết bị nhạy cảm trong thế giới kỹ thuật số ngày càng phát triển của chúng ta.

Có thể bạn quan tâm

Các đại biểu tham dự hội thảo quốc tế do Trường đại học Intracom phối hợp các đơn vị tổ chức. (Ảnh: NHẬT MINH)

Ứng dụng khoa học và công nghệ vào cuộc sống - Từ lý luận đến thực tiễn

Ngày 28/1, tại Hà Nội, Trường đại học Intracom phối hợp Tạp chí Pháp luật và Phát triển, Viện khoa học và Bổ trợ Tư pháp (Liên hiệp Hội Người khuyết tật Việt Nam), Tạp chí Vận động, Nghiên cứu và Giáo dục (JARE)… tổ chức hội thảo quốc tế “Thúc đẩy ứng dụng khoa học và công nghệ vào cuộc sống - Từ lý luận đến thực tiễn”.

Người dân đến giải quyết thủ tục hành chính tại Trung tâm Phục vụ Hành chính công-Chi nhánh số 3-phường Đống Đa, Hà Nội. (Ảnh: nhandan.vn)

Khai thác hiệu quả cơ sở dữ liệu quốc gia

Cơ sở dữ liệu quốc gia về cán bộ, công chức, viên chức có vai trò thống nhất và chuẩn hóa thông tin nhân sự trong toàn bộ hệ thống cơ quan nhà nước, từ đó có cái nhìn toàn diện về số lượng, chất lượng, cơ cấu đội ngũ nhằm đưa ra các quyết định quản lý và sử dụng nhân sự một cách khoa học, hợp lý.

Sinh viên Trường đại học Khoa học xã hội và nhân văn Thành phố Hồ Chí Minh thực hành nghiên cứu khoa học.

Đổi mới nghiên cứu liên ngành trong lĩnh vực khoa học xã hội

Trong thời đại ngày nay, nhiều vấn đề không chỉ là sự quan tâm của một quốc gia đơn lẻ, mà trở thành vấn đề chung của cả khu vực và thế giới. Theo đó, thúc đẩy nghiên cứu đa ngành là con đường tất yếu để giải quyết các vấn đề thực tiễn một cách toàn diện và hiệu quả.

100% cử tri có mặt tại Hội nghị nhất trí giới thiệu đồng chí Vũ Hải Quân, Ủy viên Trung ương Đảng, Thứ trưởng Thường trực Bộ Khoa học và Công nghệ ứng cử đại biểu Quốc hội khóa XVI.

Bộ Khoa học và Công nghệ giới thiệu Thứ trưởng Thường trực Vũ Hải Quân ứng cử Đại biểu Quốc hội khóa XVI

150/150 cử tri có mặt tại hội nghị lấy ý kiến cử tri nơi công tác đối với người được dự kiến giới thiệu ứng cử Đại biểu Quốc hội khóa XVI của Bộ Khoa học và Công nghệ đã nhất trí giới thiệu Thứ trưởng Thường trực Bộ Khoa học và Công nghệ Vũ Hải Quân ứng cử Đại biểu Quốc hội khóa XVI.

Đông đảo người dân tham dự triển lãm.

Đẩy mạnh ứng dụng khoa học tiên tiến để bảo tồn và phát triển dược liệu

Sáng 23/1, Viện Dược liệu phối hợp UBND phường Cửa Nam (Hà Nội) tổ chức Triển lãm Sách và Dược liệu Việt Nam với chủ đề “Kết nối tri thức vì sức khỏe cộng đồng” tại Phố Sách Hà Nội. Triển lãm nhằm chào mừng Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIV của Đảng, kỷ niệm 96 năm Ngày thành lập Đảng và 71 năm Ngày Thầy thuốc Việt Nam.

Người dân cần kiểm tra kỹ thông tin trước khi nộp tiền phạt qua mã QR để tránh bị lừa.

Nhận diện chiêu thức lừa đảo nộp phạt “nguội” qua Zalo

Lợi dụng việc mã QR được sử dụng rộng rãi trong các thủ tục hành chính, nhiều đối tượng xấu đã giả mạo thông báo “phạt nguội”, yêu cầu người dân chuyển tiền qua mã QR trên Zalo. Người dân cần nhận diện rõ quy trình nộp phạt hợp pháp và nâng cao cảnh giác để tránh bị lừa.

Cán bộ Sở Khoa học và Công nghệ Thái Nguyên khảo sát để cấp chỉ dẫn địa lý cho gạo nếp Khẩu Nua Lếch. (Ảnh: THU HIỀN)

Đổi mới sáng tạo ở Thái Nguyên

Tỉnh Thái Nguyên đã và đang khẳng định quyết tâm biến khoa học, công nghệ trở thành khâu đột phá để thúc đẩy kinh tế-xã hội. Với hệ sinh thái đổi mới sáng tạo, Thái Nguyên từng bước đẩy nhanh phát triển kinh tế số, nâng cao năng suất, chất lượng và sức cạnh tranh của nền kinh tế.

Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính và các đồng chí lãnh đạo Đảng, Nhà nước tham quan các khu vực bên lề lễ khởi công nhà máy chế tạo chip bán dẫn Hòa Lạc.

Việt Nam sẽ bước vào nhóm số ít quốc gia sở hữu năng lực chế tạo chip bán dẫn

Chip bán dẫn hiện là “đòn bẩy” của những nước chi phối công nghệ sản xuất, sử dụng như công cụ chính trị để kiểm soát, kìm hãm kinh tế, công nghiệp an ninh quốc phòng. Việt Nam xác định bán dẫn là một trong những công nghệ chiến lược cần làm chủ, với mắt xích then chốt vừa được công bố: nhà máy sản xuất chip tại Hòa Lạc.

Ứng dụng khoa học, công nghệ là giải pháp hiệu quả để quản lý, bảo vệ tài nguyên biển.

Ứng dụng công nghệ trong quản lý các khu bảo tồn biển

Đến năm 2030, Việt Nam có 27 khu bảo tồn biển, trong đó có 16 khu bảo tồn biển cấp quốc gia, 11 cấp tỉnh với khoảng 20 hệ sinh thái, 11.000 loại thủy sản, khoảng 3.000 đảo. Đây là địa điểm lý tưởng để thực hiện nhiệm vụ lưu giữ, bảo tồn giống, nguồn gen, đa dạng sinh học; phát triển kinh tế, du lịch; phục vụ nghiên cứu khoa học…