Một nhóm nghiên cứu từ Khoa Kỹ thuật Robot và Cơ Điện tử của DGIST, do Giáo sư Bonghoon Kim dẫn đầu, đã phát triển “Thiết bị năng lượng thông minh 3D” với khả năng kép, có thể đảo ngược để vừa sưởi ấm vừa làm mát.
Nhóm nghiên cứu đã hợp tác với Giáo sư Bongjae Lee từ Khoa Kỹ thuật Cơ khí của KAIST và Giáo sư Heon Lee từ Khoa Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu của Đại học Hàn Quốc. Thiết bị sáng tạo này đã được công nhận về tính xuất sắc và thực tiễn khi được chọn làm bài viết trang bìa (cover article) của tạp chí quốc tế Advanced Materials.
Sưởi ấm và làm mát chiếm khoảng 50% mức tiêu thụ năng lượng toàn cầu, gây ra các vấn đề môi trường như nóng lên toàn cầu và ô nhiễm không khí. Các thiết bị sưởi ấm sử dụng năng lượng mặt trời và các thiết bị làm mát bằng tỏa nhiệt không khí đang thu hút sự chú ý như những giải pháp thân thiện với môi trường và bền vững, nhưng hầu hết chỉ có chức năng đơn lẻ là sưởi ấm hoặc làm mát, và các hệ thống quy mô lớn thiếu tính linh hoạt (adjustability).
Phát triển giải pháp hai chức năng
Để khắc phục các hạn chế này, nhóm của Giáo sư Kim đã tạo ra “Thiết bị năng lượng thông minh 3D,” tích hợp các chức năng sưởi ấm và làm mát đảo ngược trong một thiết bị duy nhất. Thiết bị này hoạt động dựa trên một cơ chế độc đáo: khi cấu trúc 3D mở ra nhờ quá trình bóc tách cơ học, lớp dưới làm từ vật liệu đàn hồi nhiệt dẻo elastomer silicone và bạc sẽ lộ ra, tạo ra hiệu ứng làm mát bức xạ (giải nhiệt). Khi cấu trúc đóng lại, bề mặt phủ sơn đen sẽ hấp thụ nhiệt mặt trời, tạo ra nhiệt lượng.
Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm thiết bị trên nhiều bề mặt khác nhau, bao gồm da, kính, thép, nhôm, đồng và polyimide, và chứng minh rằng việc điều chỉnh góc của cấu trúc 3D cho phép kiểm soát khả năng sưởi ấm và làm mát. Khả năng điều chỉnh các đặc tính nhiệt (thermal properties) này cung cấp một giải pháp hiệu quả, hứa hẹn giảm tiêu thụ năng lượng cho các tòa nhà cần điều hòa nhiệt độ và các thiết bị điện tử ở cả quy mô lớn và nhỏ.
“Chúng tôi rất vinh dự khi nghiên cứu của mình được chọn làm bài viết trang bìa của một tạp chí danh tiếng như vậy,” Giáo sư Bonghoon Kim chia sẻ. “Chúng tôi hy vọng những phát hiện này sẽ được ứng dụng trong các môi trường công nghiệp và tòa nhà để giúp giảm tiêu thụ năng lượng.”
Một nhóm nghiên cứu do Giáo sư Bonghoon Kim dẫn đầu đã phát triển “Thiết bị Năng lượng Thông minh 3D” với các chức năng sưởi ấm và làm mát đảo ngược. Ảnh: Bìa tạp chí Advanced Materials
