Khi nhà kính phơi sấy nông sản cần “thông minh” hơn!

Trong những năm gần đây, phương pháp phơi sấy bằng nhà kính ngày càng được quan tâm nhờ nhiều ưu điểm vượt trội: hạn chế ảnh hưởng của thời tiết, giảm nguy cơ ẩm mốc và mối mọt, nâng cao chất lượng nông sản, đồng thời thân thiện hơn với môi trường so với các phương pháp sấy truyền thống. Tuy nhiên, một thách thức lớn vẫn tồn tại: vào những thời điểm nắng gắt, nhiệt độ bên trong nhà kính có thể tăng lên tới 50–60 °C, vượt xa mức tối ưu khoảng 40 °C cho các loại nông sản như cà phê, tiêu hay lúa. Điều này không chỉ gây lãng phí năng lượng mà còn có thể làm suy giảm chất lượng nông sản, thậm chí gây “cháy nhiệt” sản phẩm.

Một hướng tiếp cận đầy tiềm năng là sử dụng vật liệu nhiệt sắc vanadi điôxít (VO₂). Nhờ đặc tính chuyển pha theo nhiệt độ, vật liệu này có thể tự động điều chỉnh độ truyền qua năng lượng mặt trời; cụ thể, khi nhiệt độ tăng cao, nó sẽ “chặn bớt” bức xạ nhiệt đi vào, giúp giảm tích nhiệt trong nhà kính mà không cần tiêu tốn điện năng hay hệ điều khiển phức tạp.

Trong công trình vừa công bố trên tạp chí ACS Ứng dụng Vật liệu Nano (ACS Applied Nano Materials), chúng tôi phát triển hướng nghiên cứu này xa hơn bằng cách khai thác hiệu ứng cộng hưởng plasmon bề mặt cục bộ. Trong nghiên cứu này, chúng tôi chế tạo vật liệu nano bằng phương pháp thủy nhiệt chi phí thấp, dễ mở rộng quy mô, kết hợp với kỹ thuật ly tâm chọn lọc kích thước hạt, từ đó tạo ra các hệ hạt nano có kích thước được kiểm soát chính xác.

Kết quả cho thấy kích thước hạt không chỉ ảnh hưởng mà còn đóng vai trò quyết định đến cả tính chất nhiệt sắc và tính chất plasmon. Điều này cho phép “tinh chỉnh” khả năng đóng–mở truyền qua năng lượng mặt trời của kính thông minh, từ đó nâng cao hiệu suất kiểm soát nhiệt trong các ứng dụng thực tế như nhà kính phơi sấy.

Quan trọng hơn, công trình không chỉ dừng lại ở việc cải thiện hiệu năng vật liệu, mà còn đóng góp vào hiểu biết cơ bản của khoa học vật liệu: làm rõ mối liên hệ giữa kích thước hạt nano và các tính chất quang–nhiệt phức tạp. Đây là nền tảng quan trọng để thiết kế thế hệ vật liệu thông minh mới, không chỉ cho nông nghiệp bền vững mà còn cho các ứng dụng tiết kiệm năng lượng trong tương lai.

Thông tin về công trình nghiên cứu như sau: Hoang Thi Hang; Amirmostafa Amirjani, Didier Grandjean, Vuong Minh Nguyen, Kristiaan Temst, Loan Le Thi Ngoc,  Ewald Janssens. Size-Selected VO₂ Nanoparticles Enabling Tunable Plasmonic and Thermochromic Behavior for Smart Glazing. ACS Applied Nano Materials, 2026, 9(16), 7019–7027.

DOI: https://doi.org/10.1021/acsanm.6c00147

Đặc biệt, hình ảnh minh họa từ nghiên cứu này đã được tạp chí ACS lựa chọn làm ảnh bìa cho số báo lần này. Đây không chỉ là sự ghi nhận về mặt thẩm mỹ khoa học mà còn thể hiện sức hút và giá trị nổi bật của công trình, nơi các kết quả nghiên cứu không chỉ có ý nghĩa học thuật mà còn mang tính ứng dụng cao và truyền cảm hứng mạnh mẽ.