[Technology] Nghiên cứu thành công phương pháp làm lạnh bằng… từ trường

Các nhà nghiên cứu tại tập đoàn khoa học công nghệ đa quốc gia General Electric (GE) đã phát triển thành công một công nghệ làm lạnh mới áp dụng cho tủ lạnh bằng cách sử dụng từ trường . Phương pháp này hứa hẹn có thể áp dụng việc làm lạnh trên tủ lạnh giúp cải thiện lượng điện năng tiêu thụ từ 20 đến 30% so với phương pháp hiện tại đồng thời thân thiện với môi trường hơn.

Tủ lạnh là thiết bị điện gia dụng hết sức phổ biến tại các gia đình. Từ trước đến nay, mặc dù nhận được nhiều sự cải tiến giúp vận hành hiệu quả hơn, tủ lạnh vẫn là 1 trong những thiết bị tiêu thụ điện nhiều nhất trong nhà. Nguyên lý làm lạnh của đa số các tủ lạnh hiện nay vẫn dựa trên hóa chất CFC và luôn truyền lượng nhiệt đáng kể ra môi trường xung quanh.

Nghiên cứu thành công phương pháp làm lạnh bằng... từ trường

Làm lạnh bằng từ tính không phải là một ý tưởng quá mới mẻ. Vào những năm 1880, nhà vật lý người Đức Emil Warburg đã phát hiện ra hiệu ứng magnetocaloric ( hiệu ứng từ nhiệt ) – Hiệu ứng khi một số loại vật liệu cố thể thay đổi nhiệt độ khi tiếp xúc với từ trường. Vào thời điểm đó, người ta bắt đầu suy nghĩ tới việc áp dụng hiệu ứng từ nhiệt vào công nghệ làm lạnh.

Sau đó, hệ thống làm lạnh bằng từ tính được tái phát triển vào những năm 1930 bởi các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Los Alamos (LANL) thuộc bang New Mexico, Mỹ và đã đạt được một số thành công nhất định trong công nghệ làm lạnh vào những năm 1980.

Tuy nhiên, công nghệ đã không thể áp dụng vào tủ lạnh dân dụng do để hạ nhiệt độ xuống, người ta phải dùng những khối nam châm siêu dẫn vốn cần một lượng điện năng lớn để hoạt động.

Cách đây gần 1 thập kỷ, nhóm các nhà nghiên cứu GE từ Mỹ và Đức đã hợp tác với nhau để tiếp tục phát triển công nghệ làm lạnh dựa vào nhiều loại vật liệu từ tính đặc biệt. Những phương pháp mới luôn được áp dụng nhằm hạ nhiệt độ xuống. Cho tới cách đây 5 năm, một kỹ sư thuộc GE mang tên Michael Benedict đã xây dựng thành công 1 mô hình làm lạnh có thể đưa nhiệt độ xuống tới 1 độ C. Tuy nhiên, kích thước của thiết bị vẫn còn quá lớn.

Nghiên cứu thành công phương pháp làm lạnh bằng... từ trường

Gần đây, các nhà khoa học vật liệu thuộc nhóm nghiên cứu đã tình cờ đạt được một bước đột phá lớn, phát hiện ra loại nam châm hợp kim nickel và mangan có thể hoạt động ở nhiệt độ phòng. Bằng cách sắp xếp các thanh nam châm vào 1 chuỗi gian làm mát 50 giai đoạn. Bước đầu, nhóm nghiên cứu đã có thể làm giảm nhiệt độ của một dòng nước nóng 45 độ C chảy qua. Theo Benedict, thành viên nhóm nghiên cứu mô tả rằng thiết bị chỉ có kích thước của một chiếc xe đẩy nhỏ.

Trưởng nhóm nghiên cứu, Venkat Venkatakrishnan cho biết: “Chưa có người nào trên thế giới có thể thực hiện phương pháp làm mát qua nhiều giai đoạn. Chúng tôi tin rằng nhóm nghiên cứu sẽ là những người đầu tiên có thể thu nhỏ cỗ máy làm mát bằng từ trường. Chúng tôi cũng sẽ là những người đầu tiên bước vào giai đoạn phát triển làm lạnh bằng từ tính.”

Nghiên cứu thành công phương pháp làm lạnh bằng... từ trường

Nhóm nghiên cứu đã trình bày hệ thống với một chuyên gia thuộc Bộ năng lượng Mỹ, chuyên viên của nhà trắng và cục bảo vệ môi trường Mỹ. Nhóm nghiên cứu đang tiếp tục định hình cho giai đoạn tiếp theo và hy vọng có thể làm lạnh từ nhiệt độ 56 độ C mà vẫn sửu dụng lượng điện năng thấp nhất.

Mục tiêu cuối cùng của nhóm nghiên cứu là có thể áp dùng công nghệ bằng từ tính để thay thế hoàn toàn công nghệ làm lạnh bằng hóa chất trên các tủ lạnh hiện tại. Venkatakrishnan cho biết thêm: “Chúng tôi đã dành ra hơn 100 năm để tìm cách làm cho chiếc tủ lạnh vận hành hiệu quả hơn. Bây giờ chúng tôi đang tìm cách cải thiện nhiều hơn nữa cho lộ trình 100 năm tiếp theo.”

[Discovery] Bí ẩn mạng nhện có hình thù kỳ lạ ở rừng Amazon

Khoảng sáu tháng trước đây, một nghiên cứu sinh tại Viện Công nghệ Georgia đã tình cờ phát hiện ra một loại mạng khá bí ẩn, không hề giống những thứ mà các nhà khoa học đã nhìn thấy trước đây. Nó có hình dáng giống một thân cây và  được bao quanh bởi một hàng rào rộng chỉ khoảng tầm 2cm. Sau khi phát hiện nó ở Peru, nghiên cứu sinh này đã post tấm hình lên trang Reddit. Mặc dù tham khảo những ý kiến của nhiều chuyên gia, có người dự đoán đây không phải là mạng của con nhện mà là của một loại sâu nào đó, hoặc cũng có thể của một loại nhện mới chưa được phát hiện. Tuy nhiên, vẫn chưa ai biết chính xác loài gì đã tạo ra nó và có mục đích gì với cấu tạo mạng như vậy.

Bí ẩn mạng nhện có hình thù kỳ lạ ở rừng Amazon
Loại mạng  bí ẩn ở Amazon

Cách đây khoảng một tháng, các nhà khoa học đã quyết định quay trở lại nơi đã phát hiện ra loại mạng nhện bí ẩn này để tìm hiểu về nó. Ngạc nhiên hơn, có đến khoảng 40 đến 50 cái giống hệt như vậy ở quanh khu vực đó.  Theo như những dự đoán ban đầu, vật thể hình tròn ở giữa có thể có thể là của một con nhện đực  tạo ra để thu hút những con cái đến. Nhưng quan sát cả ngày lẫn đêm trong suốt khoảng một tuần, vẫn chưa có động tĩnh gì xảy ra.

Cuối cùng, các nhà khoa học quyết định đặt loại mạng nhện này lên một thấu kính trong suốt. Và chỉ khoảng một tuần sau lần lượt từng con nhện con bắt đầu chui ra khỏi vật thể hình tròn kì lạ nằm trong hàng rào đó.

Sau khoảng thời gian nghiên cứu, họ đã phát hiện ra rằng, loài nhện bí ẩn này tạo ra một tổ trứng trên thân cây, sau đó xây dựng tiếp một hàng rào hết sức đẹp mắt xung quanh nó. Nhện đẻ trứng vào chiếc kén đó. Nó có hình dáng khá kì lạ và được sử dụng như một lớp bảo vệ và ngụy trang cho tổ trứng. Tuy nhiên, hiện tại họ vẫn chưa thể xác định được nguồn gốc và tên gọi của loại nhện này.

Bí ẩn mạng nhện có hình thù kỳ lạ ở rừng Amazon

Và công dụng của hàng rào xung quanh tổ trứng cũng được sáng tỏ sau đó không lâu. Sau một ngày quan sát, họ thấy một con kiến cố gắng tiếp cận tổ trứng nhện nhưng sau đó lại quay trở lại. Vì tổ trứng của loại nhện này thường được đặt trên loại cây Cecropia – một loại cây có mối quan hệ cộng sinh với loài kiến – rất có thể, hàng rào này được dung để ngăn chặn đàn kiến tấn công tổ trứng.

Bên cạnh đó, hàng rào cũng dung để bắt con mồi, do đó sau khi những con nhện con nở ra, nó có thể có thức ăn ngay tức khắc. Danh tính của loài nhện này vẫn chưa được công bố nhưng đây là một phát hiện rất mới mẻ về tập tính đẻ trứng, ngụy trang và săn mồi độc đáo, đa dạng của loài nhện.