Mắt bướm đêm gợi ý cho các nhà nghiên cứu phát triển cửa kính tự làm sạch, chống chói

Loài bướm đêm (con ngài) có thể gián tiếp gây thất nghiệp dài hạn cho những nhân viên lau kính bởi đặc tính phản chiếu trên đôi mắt của chúng lại được các nhà nghiên cứu tại Anh lấy ý tưởng để tạo ra cửa kính thông minh, có thể tự làm sạch, tiết kiệm năng lượng và chống chói. Đây là một phát minh hợp tác giữa đại học College London (UCL) và viện nghiên cứu khoa học vật lý kỹ thuật Anh quốc (EPSRC).

Theo mô tả, khi nước mưa rơi vào mặt ngoài của cửa kính, những hạt nước hình cầu sẽ hình thành và lăn trên bề mặt, kéo theo bụi bẩn và các chất gây ô nhiễm. Nhờ đó, cửa kính có thể loại bỏ hoặc giảm nhu cầu lau chùi.

Về khả năng tiết kiệm năng lượng thì thực chất sử dụng loại cửa kính này sẽ ngăn nhiệt thất thoát trong thời tiết lạnh đồng thời ngăn bức xạ cực tím gây nhiệt trong những ngày nóng, từ đó giảm chi phí sử dụng cho hệ thống sưởi hay điều hòa. Để đạt được hiệu quả này, kính được phủ thêm một lớp nhiệt hóa học có thành phần là vanadium dioxide, mỏng khoảng 5 - 10nm.

Vanadium dioxide là một vật liệu rẻ tiền và không phải khan hiếm, nhờ đó nó được dùng như một giải pháp thay thế cho các lớp phủ gốc bạc hoặc vàng hiện có trên những loại cửa kính tiết kiệm năng lượng.

Còn đặc tính chống chói hay chống phản chiếu có được nhờ một cấu trúc nano.

Còn đặc tính chống chói hay chống phản chiếu có được nhờ một cấu trúc nano (hình trên) mô phỏng cấu trúc gồm nhiều hình nón có trên mắt của bướm đêm và nhiều sinh vật khác nhằm ẩn nấp trước kẻ săn mồi. Các nhà nghiên cứu cho biết đây là lần đầu tiên một cấu trúc nano lấy ý tưởng từ sinh học được kết hợp với một lớp phủ nhiệt hóa học. Kết quả là chúng ta có một chiếc cửa kính với bề mặt có thể tự làm sạch, giảm 40% tiền điện dành cho các hệ thống điều hòa đồng thời giảm chi phí bảo trì, cải thiện sự thoải mái và tăng năng suất cho nhân viên. Chưa rõ khi nào cửa kính thông minh của UCL và EPSRC được sản xuất thương mại.

Phát minh mới của liên minh đại học UCL và viện nghiên cứu EPSRC tiếp tục củng cố cho ý tưởng về một loại cửa kính tự làm sạch chống chói được nhen nhóm từ nhiều năm trước. Đầu tiên vào năm 2009, khi đang tìm cách chữa trị cho các bệnh nhân Alzheimer, các nhà nghiên cứu tại đại học Tel Aviv (Israel) đã phát hiện ra một vật liệu nano mới có thể chống bụi bám và nước, rất lý tưởng để phát triển thành lớp phủ tự làm sạch cho cửa kính hoặc pin mặt trời. Sau đó vào năm 2012, các nhà nghiên cứu tại viện công nghệ MIT đã tỉm ra một cách để tạo ra các hoa văn nano phủ lên kính để chống chói, chống sương mù và tự làm sạch.

Bạn có thể xem trong video dưới đây về trạng thái của giọt nước khi rơi trên bề mặt lớp phủ do MIT phát triển. Riêng về loài bướm đêm thì đến nay đã có nhiều cấu trúc micro, nano được phát triển dựa trên đôi mắt của loài côn trùng này.