Thứ ba, 20/11/2018 7:17 AM

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

 
Con Rươi - Tylorrhynchus heterochaetus
Con Rươi hay còn gọi là Rươi Biển, Địa Long là loại thường hay được khai thác ở Việt Nam để chế ra các món ăn đặc trừng vùng miền, Rươi có tên khoa học là Tylorrhynchus heterochaetus, thường số trong cát sỏi, mép khe đá hay đáy bùn...
7 Kỹ Năng Sống Sót Nên Luyện Hàng Ngày Để Đảm Bảo An Toàn Tính Mạng Cho Chính Bản Thân Bạn
Cuộc sống luôn tồn tại những điều bất ngờ mà bạn không thể lường trước được. Hãy học cách quan sát và phân tích kỹ tình hình trước khi bạn làm một việc gì đó và nếu muốn bảo đảm sự an toàn tính...
Những Câu Chuyện Về Tuổi Thơ Của Các Nhân Vật Làm Thay Đổi Thế Giới
Những nhân vật vĩ đại như Newton, Einstein, Napoleon, Edison,... các nghiên cứu và cống hiến của họ đã góp phần làm thay đổi lịch sử nhân loại. Vậy họ sinh đã là người kiệt xuất hay có tuổi thơ rất đỗi bình thường như bao người?
Phế Cầu Khuẩn - Streptococcus Pneumoniae
Phế cầu khuẩn (Streptococcus pneumoniae) là một loài vi khuẩn Gram dương thuộc chi Streptococcus. S. pneumoniae cư trú nhưng không gây ra bệnh trong mũi họng của người khỏe mạnh. Tuy nhiên, ở những người nhạy cảm, chẳng hạn như người già và...
Điều Gì Ẩn Chứa Sau Những Bức Tranh Nổi Tiếng Của Danh Họa Leonardo De Vinci
Một bức tranh của danh họa Leonardo de Vinci thôi cũng được bán với giá 450.3 triệu USD, nhưng điều kỳ điều của những bức họa ấy không nằm ở giá cả mà là các bí ẩn chưa lời giải bên trong chúng. Vậy cụ thể nó là gì?
Nano Membrane Toilet: Loại Bồn Cầu Không Cần Dùng Nước
Bill Gates lại gây bất ngờ khi ông giới thiệu loại bồn cầu có tên Nano Membrane Toilet, đây là thiết bị "relax" không cần dùng nước, chi phí chưa đến 0.01 USD/ngày, giúp tiết kiệm cho thế giới 233 tỷ USD/năm.
Penicillium
Penicillium là một chi nấm có tầm quan trọng lớn trong môi trường tự nhiên cũng như sản xuất thực phẩm và thuốc. Vài thành viên của chi được dùng để sản xuất penicillin - một kháng sinh có thể giết chết hoặc ngừng sự phát triển...
Những Sinh Vật Có Hình Dáng Kỳ Lạ Mới Được Phát Hiện Trong Năm 2018
Nhiều người nói thẳng thừng rằng: Chả còn con gì mà loài người chưa biết, vâng đó là phát ngôn riêng của họ, sự thật thì năm 2018, các khoa học gia đã phát hiện thêm được cả 10 loài sinh vật mới đấy mà hình dáng của chúng có...
Trung Quốc Phát Triển Robot AI Quyết Định Sinh Mạng Bệnh Nhân Đang Hôn Mê
Tại bệnh viện công PLA của Trung Quốc, người ta phát triển một loại robot AI để xác định một người nào đó đang hôn mê có thể tỉnh lại một lần nữa hay không, loại máy mọc này có thể chẩn đoán chính xác lên đến 90%.