Thứ hai, 24/09/2018 1:12 PM

Quả Thông Giúp Các Cao Ốc Tiết Kiệm Năng Lượng

Thứ bảy, 21/04/2018 8:30 AM

Không sai khi nói rằng, tình trạng biến đổi khí hậu và cạn kiệt năng lượng đang diễn ra ngày càng trầm trọng. Một trong những nguồn sử dụng năng lượng điện nhiều nhất chính là các tòa cao ốc. Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế IEA, chúng chiếm đến 40% tổng điện năng trên toàn thế giới.

Một trong những nguồn sử dụng năng lượng điện nhiều nhất chính là các tòa cao ốc.

Các nhà khoa học từ lâu đã đau đầu về vấn đề này. Họ muốn các tòa nhà hãy tận dụng năng lượng tự nhiên để chiếu sáng và cung cấp nhiệt một cách hiệu quả hơn.

Trên thực tế, nhiều nơi đã gắn kính cửa sổ hay rèm che có thể đóng - mở tự động, nhưng chúng lại có tác dụng ngược do sử dụng điện hoặc pin sạc quá nhiều.

Bài toán đặt ra là liệu có cách nào để cửa sổ tự đóng - mở mà không cần dùng điện không? Cuối cùng, khoa học cũng sắp có câu trả lời dựa vào một quan sát "xa tận chân trời, gần ngay trước mắt".

Đó là quan sát trên các loại quả hình nón của cây thông, độc cần, linh sam và vân sam. Khi độ ẩm của môi trường thay đổi, quả hình nón ngay lập tức sẽ thực hiện cơ chế đóng - mở tự nhiên.

Khi độ ẩm của môi trường thay đổi, quả hình nón ngay lập tức sẽ thực hiện cơ chế đóng - mở tự nhiên.

Theo nhóm các nhà nghiên cứu từ 3 đại học hàng đầu nước Đức, khi trời mưa, quả hình nón sẽ đóng lớp vảy bên ngoài để bảo vệ cho các hạt bên trong. Khi hết mưa, chúng lại mở lớp vảy ra để hong khô hạt.

Thành tế bào của quả hình nón được cấu tạo từ chất gỗ lignin (ít phình lên) và xenlulozơ (dễ phình lên). Chính các sợi xenlulozơ sẽ giãn ra và uốn cong vào bên trong khi độ ẩm tăng cao. Ngược lại, chúng uốn ra bên ngoài khi thời tiết khô. Đúng theo trình tự đó, quả hình nón đã thực hiện được cơ chế đóng và mở một cách nhẹ nhàng.

Nhóm nghiên cứu hi vọng sẽ sớm có thể bắt chước cơ chế diệu kì này cho các tòa nhà cao tầng. Nhà lâm học Cordt Zollfrank từ ĐH Kĩ thuật Munich cho biết rằng ứng dụng của nó sẽ không chỉ dừng lại ở cửa sổ, rèm che mà còn trong việc đóng mở cổng, van và nhiều thứ khác.

Các sợi tế bào của quả hình nón cho phép chúng khép vảy vào (hình trái) hay mở ra (hình phải) tùy
 theo độ ẩm.

"Ở bất kỳ nơi nào mà độ ẩm thay đổi, chúng ta đều muốn di chuyển vài thứ tại nơi đó để phù hợp với điều kiện của môi trường", ông Zollfrank nói.

Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu mong muốn có thể dùng chính xenlulozơ – một nguyên liệu tự nhiên và có thể tái sử dụng - cho các vật liệu mới trong tòa cao ốc. "Kiến trúc phát triển bền vững đang rất cần những loại vật liệu mới", Zollfrank cho biết.

Hiện nay, Zollfrank và các cộng sự đã phát triển thành công một thiết bị gồm hai lớp chất liệu khác nhau, có thể hấp thụ độ ẩm từ môi trường và tự động thực hiện cơ chế đóng - mở như quả hình nón ngoài tự nhiên.

Trần sân vận động thông minh bắt chước cơ chế của quả hình nón. Hình a - khép các lỗ
thông hơi khi trơi mưa. Hình b - mở toang khi trời râm. Hình c - hé mở khi trời nắng to.

Tuy nhiên, một trở ngại là con người cần 1 lớp hấp thụ lớn hơn rất nhiều so với mô tế bào của quả hình nón. Vì vậy cùng một quy trình đóng mở nhất định, nếu quả thông chỉ cần 2 giờ thì thiết bị của con người có thể mất đến... vài năm.

Nhưng các nhà khoa học tin chắc họ sẽ sớm giải quyết được vấn đề này và đem thiết bị mới giới thiệu cho các tòa nhà cao tầng trên toàn thế giới.

 
Quan tâm  
3

Bài viết liên quan

Ý kiến bạn đọc

Bài viết cùng chuyên mục

 
Hệ Thống Lọc Nước Từ Lõi Ngô
Nước bẩn nhiều hơn nước sạch là thực trạng của thế giới hiện nay, trước vấn đề này, cô bé Lalita Prasida đã phát minh ra một hệ thống lọc nước "kỳ cục" nhưng hữu ích vô cùng...
Không Khí Ô Nhiễm Tước Đi Của Mỗi Người 2 Năm Tuổi Thọ
Con người sẽ bị không khí ô nhiễm tước đi từ 1.5 - 2 năm tuổi thọ, trước thực trạng này nhiều quốc gia đã có kế hoạch giảm ô nhiễm không khí nhưng vẫn chưa tỏ ra khả quan mấy.
Tạo Pin Sinh Học Từ Vi Khuẩn Gây Bệnh
Dùng các loại vi khuẩn và trực khuẩn gây bệnh tiêu chảy để tạo ra điện, nghe có vẻ vô lý nhưng đó là sự thật, bởi các nhà khoa học thuộc đại học California, Mỹ đang tiến hành nghiên cứu và cho đời một loại Pin sinh học từ các...
Đánh Thức Loài Giun Tròn Đã Ngủ Đông 42.000 Năm
Bạn đã bao giờ ngủ li bì cả tuần chưa? khi tỉnh dậy bạn có thấy mọi thứ xung quanh mình thật lạ lẫm không? Ấy vậy mà loài giun tròn đã ngủ đông suốt 42.000 năm nhưng khi được con người đánh thức, chúng vẫn tỉnh dậy và tỏ ra...
Tại Sao Lại Gọi Là Hồ Con Rùa? Hồ Con Rùa Xây Để Làm Gì?
Nhắc đến Sài Gòn thì người ta thường liên tưởng đến một số công trình đặc trưng như: Nhà thờ Đức Bà, dinh Độc Lập hay hồ Con Rùa. Vậy tại sao lại gọi là hồ Con Rùa? Hồ này được xây dựng từ bao giờ, mục đích và vị trí...
Tàu Thăm Dò Không Gian Nhật Đổ Bộ Vào Tiểu Hành Tinh Ryugu
Tàu thăm dò không gian của Nhật sẽ đổ bộ vào tiểu hành tinh Ryugu để chụp ảnh và lấy mẫu đất đá mang về Trái Đât nghiên cứu, Ryugu là một ốc đảo giữa không gian, nó có chiều rộng 1km.
Khirbet Qana: Nơi Chúa Jesu Thực Hiện Phép Lạ Biến Nước Thành Rượu Vang
Theo sách Phúc Âm Gioan, Chúa Jesu đã thực hiện phép lạ đầu tiên khi biến nước thành rượu vang trong một lễ cưới. Giờ đây, các nhà khảo cổ học đã tìm ra địa danh ấy, đó chính là khu đường hầm phức hợp Khirbet Qana.
10 Loài Chim Đẹp Mê Hồn Đang Có Nguy Cơ Biến Mất Khỏi Trái Đất
Trong tự nhiên có nhiều loài chim đẹp đến mê hồn thế nhưng chúng đang bị đe dọa một cách nghiêm trọng do môi trường sống bị thu hẹp, dưới đây là 10 loài đang có nguy cơ biến mất khỏi trái đất.