Phát triển tấm hấp thu năng lượng mỏng như giấy

Phát triển tấm hấp thu năng lượng mỏng như giấy Gần đây, graphene nhanh chóng thu hút được sự chú ý của giới khoa học và công nghệ. Các nhà nghiên cứu trên khắp thế giới bắt đầu tìm cách sử dụng “siêu vật liệu” này để chế tạo ra các loại pin mạnh và bền hơn, máy biến tần 3 pha nhanh hơn, linh hoạt hơn và nhiều ứng dụng khác. Những tấm hấp thu năng lượng mỏng như giấy dễ dàng lắp đặt trên một bề mặt cố định. Sau phát minh về pin Mặt trời linh hoạt, các nhà khoa học sắp cho ra loại "giấy dán tường thông minh", hấp thụ được ánh sáng và nhiệt lượng nhằm cung cấp năng lượng cho những ngôi nhà trong một vài năm tới. Các kỹ sư đã sử dụng thiết kế hình mắt bướm để tạo ra những tấm hấp thu năng lượng mỏng như giấy mà trong điều kiện ánh sáng yếu vẫn đạt được 90% hiệu suất. Giấy dán tường thông minh làm từ siêu vật liệu Graphene có thể cung cấp điện năng cho ngôi nhà trong tương lai. Nhóm nghiên cứu đã chỉ ra rằng, Graphene - một loại vật liệu có độ dày chỉ bằng một nguyên tử - có thể dùng để tạo ra các tấm pin Mặt trời với khả năng hấp thu năng lượng cao hơn so với loại vật liệu hiện tại. Chính vì lý do này, các nhà nghiên cứu đã tìm hiểu cách thức các loài động vật thích nghi như thế nào trong bóng tối. Họ phát hiện ra rằng loài bướm đêm đã tiến hóa một cách thông minh để hấp thụ tối đa lượng ánh sáng có thể. Đôi mắt của bướm đêm có những mảnh gương rất nhỏ mà qua đó ánh sáng được thu về trung tâm của mắt. Các nhà khoa học đã sao chép cấu trúc này từ mắt bướm đêm để làm các tấm pin cực kì hiệu quả. Vật liệu nano siêu mỏng cho phép các ứng dụng tương lai như "giấy dán tường thông minh" có thể tạo ra điện từ ánh sáng hoặc nhiệt. Giáo sư phát biểu: "Thiên nhiên đã biết cách tiến hóa nhằm thích nghi cực kì hiệu quả. Và từ đó, chúng ta tìm được nguồn cảm hứng để chinh phục những thách thức của công nghệ trong tương lai. Mắt của loài bướm với những tấm gương siêu nhỏ cho phép chúng có thể nhìn trong điều kiện khá tối, chúng tôi áp dụng kỹ thuật tương tự để tạo ra một loại vật liệu mỏng và hấp thụ ánh sáng tuyệt vời nhất từ những mẫu Graphene". Các tế bào năng lượng khi được phủ một lớp vật liệu này có thể hấp thụ những tia sáng yếu nhất. Ngôi nhà khi được lắp đặt "giấy dán tường thông minh" hay "cửa sổ thông minh" có thể tạo ra điện từ ánh sáng hoặc nhiệt lượng xung quanh. "Siêu vật liệu Graphene cũng được ghi nhận như một loại vật liệu có tính dẫn nhiệt và sức bền cơ học cao, tuy nhiên, các nhà khoa học phải sử dụng phương pháp cách điện được gọi là "nanotexturising" để giúp Graphene hấp thụ được ánh sáng tốt hơn", giáo sư nói thêm. Vật liệu Graphene siêu mỏng Tiến sĩ, tác giả chính của công trình nghiên cứu nhận xét: "Chính vì độ mỏng của nó, Graphene chỉ có thể hấp thụ được một tỷ lệ ánh sáng rất nhỏ trên bề mặt, vì vậy graphene không thích hợp cho các loại công nghệ quang điện tử đòi hỏi sự ưu việt trong tương lai". Siêu vật liệu Graphene với cấu trúc nano có tác dụng phân luồng các tia sáng vào những khoảng không gian hẹp giữa các cấu trúc nano, do đó tăng số lượng ánh sáng hấp thụ được" "Hiện tại, chúng tôi đã có thể quan sát được sự hấp thụ ánh sáng cực mạnh từ những tấm phim nano rất mỏng. Thông thường, một tấm Graphene có thể hấp thụ 2-3% ánh sáng, bằng cách sử dụng phương pháp này, siêu vật liệu Graphene với công nghệ phủ nano siêu mỏng có thể hấp thụ 95% ánh sáng trên phổ rộng, từ các tia cực tím đến các tia hồng ngoại", tiến sĩ cho biết thêm. Với nghiên cứu này, rất có thể trong tương lai, những ngôi nhà sẽ được trang trí bằng các mẫu "giấy dán tường thông minh", giúp hấp thụ được ánh sáng từ môi trường xung quanh kể cả các tia sáng nhỏ nhất.