Xi măng phát sáng: một cách bền vững để thắp sáng đường cao tốc

Xi măng xuyên sáng là vật liệu xây dựng xanh được thiết kế để chiếu sáng đường cao tốc, đường bộ, làn đường dành cho xe đạp mà không cần sử dụng điện. Xi măng xuyên sáng hấp thụ năng lượng mặt trời vào ban ngày và tỏa sáng vào ban đêm.

Loại xi măng sáng tạo này được phát triển bởi Tiến sĩ Jose Carlos Rubio từ Đại học Michoacan của Saint Nicholas of Hidalgo ở Mexico. Nghiên cứu tập trung vào việc thay đổi cấu trúc vi mô của xi măng để hấp thụ năng lượng mặt trời và phát ra ánh sáng trong bóng tối.

Xi măng là một vật liệu mờ đục không cho phép ánh sáng truyền qua bên trong của nó. Khi thêm nước vào xi măng, các bông tinh thể được hình thành do phản ứng thủy hóa. Các tinh thể này ngăn chặn sự hấp thụ năng lượng mặt trời.

Mục tiêu chính của nhà nghiên cứu là sửa đổi cấu trúc vi mô này của xi măng để loại bỏ các tinh thể để ánh sáng tới có thể xuyên sâu vào cấu trúc xi măng hoặc bê tông. Xi măng cũng được làm phát quang để năng lượng mặt trời được hấp thụ và giải phóng.

Xi măng xuyên sáng khi kết hợp với nước sẽ chuyển hoàn toàn sang dạng gel để có thể hấp thụ năng lượng mặt trời và giải phóng ra dưới dạng ánh sáng.

Vào ban ngày, kết cấu xi măng xuyên sáng đóng vai trò như một thiết bị lưu trữ. Trong thời gian này, toàn bộ khối lượng được ngâm trong ánh sáng mặt trời, và các electron trong khối ở trạng thái kích thích. Trong đêm, các điện tử này trở lại trạng thái ban đầu do đó ánh sáng được phát ra. Loại xi măng này có thể cung cấp ánh sáng liên tục trong 12 giờ mà không cần sử dụng điện.

Hầu hết các vật liệu huỳnh quang làm từ nhựa thường có tuổi thọ ba năm. Chúng phân rã với sự hấp thụ của tia cực tím. Nhưng Tiến sĩ Rubio khẳng định xi măng xuyên sáng là loại xi măng chịu được ánh nắng mặt trời, có tuổi thọ 100 năm.

Khi sử dụng trên đường cao tốc, cường độ ánh sáng phát ra từ xi măng có thể được điều chỉnh để tránh gây chói mắt không cần thiết cho người lái xe và người đi xe đạp.

Thành phần của xi măng phát sáng
Xi măng xuyên sáng được làm từ cát, silica, chất thải công nghiệp, kiềm và nước. Để cung cấp cho nó đặc tính phát sáng, các vật liệu phải trải qua quá trình polycondensation được thực hiện ở nhiệt độ phòng.

Phản ứng hóa học giữa các nguyên liệu thô này tạo ra một hỗn hợp mạnh trông giống như gel. Nó cũng tạo ra ít mảnh tinh thể không mong muốn hơn. Phần còn lại duy nhất sau khi sản xuất là hơi nước. Do đó, sản phẩm và quá trình sản xuất của nó là quy trình thân thiện với môi trường. Vật liệu hiện được sản xuất với màu xanh lá cây hoặc xanh lam.

Trong quá trình sản xuất, các nhà khoa học thêm một số chất phụ gia để thay đổi các đặc tính quang học của vật liệu để nó chuyển đổi thành vật liệu phát quang. Do đó, cấu trúc vi mô chuyển sang cấu trúc không tinh thể tương tự như thủy tinh cho phép ánh sáng truyền qua.

Phần kết luận
Xi măng phát sáng đã thu hút được sự chú ý của một số quốc gia, điều này cho thấy nhu cầu thương mại đối với vật liệu này. Hiện tại, nghiên cứu đang được thực hiện để chuyển sang giai đoạn thương mại hóa. Việc kết hợp xi măng xuyên sáng với thạch cao và các sản phẩm xây dựng khác cũng đang được nghiên cứu và phát triển.

Hits: 242