Sau khi phát minh ra "pin mặt trời linh hoạt", các nhà khoa học đang chuẩn bị ra mắt một loại "giấy dán tường thông minh", có khả năng hấp thụ ánh sáng và nhiệt lượng để cung cấp năng lượng cho các ngôi nhà.

Các kỹ sư tại Đại học Surrey (Anh) sử dụng thiết kế hình mắt bướm để tạo ra những tấm pin mỏng như giấy. Ngay cả trong điều kiện ánh sáng yếu, chúng vẫn sản xuất điện và đạt được hiệu suất lên tới 90%.

Giấy dán tường thông minh làm từ siêu vật liệu graphene có thể cung cấp điện năng cho ngôi nhà trong tương lai.

Các nhà nghiên cứu suy đoán graphene, một vật liệu có độ dày chỉ bằng một nguyên tử, có thể được sử dụng để tạo ra các tấm pin mặt trời, ứng dụng trong "giấy dán tường thông minh". Tuy nhiên, điểm yếu của graphene là khả năng hấp thụ ánh sáng khá kém. Do đó, các nhà nghiên cứu tìm hiểu cách các loài động vật phản ứng trong bóng tối và phát hiện ra rằng loài bướm đêm đã tiến hóa một cách thông minh để tối ưu hóa việc hấp thụ ánh sáng.

Họ lấy cảm hứng từ mắt những loài động vật hay hoạt động về đêm và những con bướm đêm đã tiến hóa một cách thông minh nhất để phù hợp với điều kiện thiên nhiên, hấp thụ ánh sáng tối đa. Vì mắt bướm đêm có cấu tạo như những tấm gương giúp ánh sáng thu về trung tâm của mắt rất nhanh. Cấu trúc mắt bướm đêm rất phù hợp với điều kiện để các nhà khoa học Surrey tạo ra những tấm pin năng lượng mặt trời và làm ra "giấy dán tường thông minh".

Các nhà nghiên cứu đã suy đoán rằng graphene, một vật liệu có độ dày chỉ bằng một nguyên tử, có thể được sử dụng để tạo ra các tấm pin mặt trời. 

“Mắt loài bướm đêm có những tấm gương siêu nhỏ cho phép chúng có thể nhìn thấy và tiếp cận dễ dàng trong bóng tối. Từ đó, chúng tôi đã áp dụng kỹ thuật tương tự để tạo ra những vật liệu siêu mỏng có khả năng hấp thụ ánh sáng tuyệt vời nhất từ những mẫu graphene”, Giáo sư Silva chia sẻ. Đặc biệt, vật liệu nano mỏng như trên sẽ được các nhà khoa học ứng dụng trong tương lai như một loại “giấy dán tường thông minh” có khả năng tự tạo ra điện từ ánh sáng mặt trời hay bất cứ một loại tia sáng nào.

Với sự phát triển của vật liệu nano mỏng, các ứng dụng tương lai như "giấy dán tường thông minh" có thể tạo ra điện từ ánh sáng hoặc nhiệt. Giáo sư Ravi Silva, Viện trưởng Viện Công nghệ Anh nói: "Thiên nhiên đã tìm ra cách tiến hóa đơn giản để thích nghi một cách hiệu quả. Từ đó, chúng ta đã tìm được nguồn cảm hứng để vượt qua các thách thức công nghệ trong tương lai."

Áp dụng kỹ thuật tương tự, chúng ta có thể tạo ra một loại vật liệu mỏng với khả năng hấp thụ ánh sáng tuyệt vời từ các mẫu graphene. Khi được phủ lên các tế bào năng lượng, vật liệu này có thể hấp thụ cả những tia sáng yếu nhất và khi được sử dụng trong "giấy dán tường thông minh" hoặc "cửa sổ thông minh", có thể tạo ra điện từ ánh sáng hoặc nhiệt từ môi trường xung quanh.

Graphene cũng được công nhận là một vật liệu dẫn nhiệt và có độ bền cơ học cao. Tuy nhiên, để tăng khả năng hấp thụ ánh sáng của graphene, các nhà khoa học đã sử dụng phương pháp cách điện gọi là "nanotexturising", giáo sư Silva đề cập thêm.

Anh Chi (Tổng hợp)