20 Tháng bảy

KÍNH MÁT THEO YÊU CẦU

Written by 

Kính mát nhạy sáng có thể bảo vệ mắt bạn khỏi ánh sáng chói. Nhưng nó phải mất vài phút để tối dần hoặc sáng lên lại. Nếu bạn đột nhiên bị đẩy vào bóng tối thì bạn trông chờ vào điều gì? Phải chăng bạn mong muốn chiếc kính mát có thể điều chỉnh độ sáng tối thích hợp ngay sau đó?

 

 

Các nhà hóa học đã làm ra chiếc kính mát có thể chuyển đổi bóng tối thành trở lại như cũ chỉ bằng 1 cái nút. Mỗi sự thay đổi này chỉ mất khoảng 1 giây.Có 1 loại chất dẻo đặt biệt để làm chiếc kính mát này. Đó là polymer – là những chuổi dài của nhóm các nguyên tử được lặp lại. (Tiền tố “poly-“nghĩa là nhiều). Những polymer này cũng là các chất bán dẫn. “Chúng có thể truyền tải điện năng”, Ana Osterholm nói. Cô và Eric Shen cùng làm việc với nhóm các nhà hóa học để thiết kế những chiếc kính mát mới tại Viện công nghệ Georgia Institude ở Atlanta.

Một trong những tính chất đặt biệt của polymer là khả năng điện sắc. Một điện tích xác định khi chất dẻo này có màu hoặc trong suốt. “Nếu điện tử được thêm vào hay mất đi, các điện tử còn lại sẽ tương tác với ánh sáng một cách khác nhau.” James Jennings giải thích, tuy không làm trong dự án này. Điều đó có thể dẫn đến màu sắc thay đổi, nhà hóa học đến từ trường đại học Brunei Drussalam ở Gadong này nói. Trong chiếc kính mát này, polymer điện sắc hoặt động như 1 miếng bánh 
mì sandwich nhiều lớp, Shen giải thích. Một lớp bánh mì khác của sandwich này là polymer dẫn khác. Công việc của nó là để lưu trữ điện tích. Không giống như polymer điện sắc, lớp polymer thứ 2 luôn luôn ở trạng thái không màu. Một lớp gel giữa các lớp đó là chất điện phân, chứa các ions và các điện tích trong dung dịch. Các ion đó có thể mang điện tích giữa 2 lớp polyme. Việc ứng dụng 1 dòng điện giữa các lớp sandwich polymer để gây ra các phản ứng oxi hóa khử. Các phản ứng này liên quan đến việc cho hay nhận electron và chúng luôn xảy ra với nhau. Osterhlm giải thích rằng: Nếu có 1 sự oxi hóa xảy ra ở 1 nơi thì phải có một sự khử xảy ra ở đâu đó khác để cân bằng. Khi dòng điện di chuyển theo 1 hướng, lớp polymer điện sắc mất điện tử và lớp ở phía bên kia của sandwich sẽ nhận điện tử. Khi đó ống kính xuất hiện rõ nét.

Sự đổi hướng dòng điện làm đảo hướng quá trình. Lớp chất dẻo luôn luôn không màu mất điện tử và bị oxi hóa. Lớp điện sắc bây giờ nhận điện tử (bị khử). Điều này làm kính tối lại. Với pin 1 volt là đủ để cung cấp năng lượng cho sự thay đổi màu sắc. “Khi màu sắc thay đổi, nó sẽ duy trì trạng thái này cho đến khi hướng dòng điện thay đổi” – Osterholm giải thích thêm.Các loại polymer điện sắc khác nhau sẽ cho ra các kính mát có màu khác nhau. Các loại polyme điện sắc sẽ cung cấp cho những cặp kính mát màu sắc khác nhau. Hãy tưởng tượng các polyme như chuỗi dài. "Dựa vào việc chúng cực kỳ bằng phẳng hoặc cực kỳ xoắn, bạn có thể thay đổi cách chúng hấp thụ ánh sáng," Shen nói. Hầu hết các polyme đi thẳng từ có màu đến mất màu. Nhưng polyme cũng có thể pha trộn sơn màu nước. Điều đó cho phép các nhóm chức phát triển các sắc thái khác nhau của màu nâu.Một cặp kính mát có thể chưa sản xuất tất cả các màu sắc của cầu vồng.

Nhưng nhóm nghiên cứu của các nhà khoa học đang tìm hiểu làm thế nào để cho các ống kính lấy về một loạt các màu sắc. Màu nâu có thể có tronggiữa các trạng thái, Shen nói thêm. Và điều đó có thể thay đổi màu sắc bằng cách sử dụng một cái gì đó khác hơn là cộng hoặc trừ đi một volt.

Các nhà nghiên cứu đã báo cáo phát minh của chiếc kính đổi màu này vào 28.1.2015 trên tạp chí ACS Applied Materials & Interfaces.Một lợi thế mới nữa của chiếc kình đổi màu này là polymer thay đổi màu của chúng có thể hòa tan trong chất lỏng, Jenning nói. Điều này cho phép các lớp mỏng của nó có thễ được phun trên các vật liệu khác nhau. Các phương pháp khác hiện đang được sử dụng để áp dụng polyme như vậy thường chi phí nhiều hơn và sử dụng nhiều năng lượng hơn. Chúng cũng yêu cầu nhiệt độ cao và có thể tạo ra khói độc hại hơn.Jennings đã nghiên cứu riêng với polyme điện sắc tập trung vào các cửa sổ thông minh. Cửa sổ như vậy "có thể được thực hiện để thu có chọn lọc tia cực tím hoặc tia hồng ngoại," Jennings giải thích. Bước sóng hồng ngoại có thể dùng làm ấm. Như vậy, các cửa sổ mới có thể giữ nhiệt và ánh sang "vào ban ngày mùa hè, nhưng cho phép nó trong suốt mùa đông ban ngày", Jennings ghi nhận.Các cửa sổ cũng có thể trở nên hữu ích vào ban đêm. Bức xạ nhiệt - bước sóng hồng ngoại - có thể được lưu giữ bên trong những đêm đông lạnh. Vào những đêm mùa hè, các cửa sổ có thể giúp thoát nhiệt thêm. Cho đến bay giờ, cửa sổ thông minh đã được xây dựng bằng kính và 1 lớp chất rắn có thể nhìn xuyên qua, có thể dẫn điện được. Nhưng loại chất rắn này rất tốn kém. Nhóm của Jenning, gồm Qing Wang đến từ trường đại học Quốc 

gia Singapore và những người khác cũng làm việc trong nhóm, gần đây đã tìm cách thay thế nó bằng lớp chất lỏng. Những lớp chất mới có thể giúp làm giảm chi phí hơn cho cửa sổ tiết kiệm năng lượng. Nghiên cứu này đã công bố trên tạp chí ACS Applied Materials & Interfaces vào ngày 4 tháng 2, 2015.

Số lượt xem: 1616 lượt
Đánh giá bài viết
(0 bình chọn)
Helen

*Creative to serve*

Login to post comments