Gạch thủy tinh đã trở thành vật liệu được ưa chuộng trong ngành kiến trúc, nhờ cấu trúc đặc biệt giúp tăng cường ánh sáng tự nhiên cho các tòa nhà. Tuy nhiên, vì tính chịu lực và khả năng cách nhiệt kém, gạch thủy tinh chưa thể được sử dụng rộng rãi trong xây dựng.
Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu tại Empa đã thành công trong việc phát triển loại gạch thủy tinh mờ sử dụng vật liệu aerogel, có khả năng cách nhiệt tốt hơn và thậm chí có thể chịu tải trọng. Nhờ đó, loại gạch này có thể được sử dụng để xây dựng các bức tường trong mờ, đem lại tính thẩm mỹ cao và giảm nhu cầu sử dụng ánh sáng nhân tạo bên trong tòa nhà.
Trong ngành kiến trúc, sử dụng kính để xây dựng các bức tường là một phương pháp được ưa chuộng để cung cấp ánh sáng tự nhiên cho các tòa nhà. Tuy nhiên, để tối đa hóa hiệu quả của phương pháp này, các kiến trúc sư cần sử dụng kính có khả năng cách nhiệt tốt và có thể chịu tải trọng. Đây là sự kết hợp khó khăn và chưa được phát triển rộng rãi trên thị trường.
Silica aerogel là một loại vật liệu cách nhiệt hiệu suất cao được sử dụng ngày càng phổ biến trong ngành xây dựng, đặc biệt là trong thảm và thạch cao cách điện mờ đục. Năm 2017, nhà nghiên cứu Jannis Wernery và đồng nghiệp tại bộ phận Vật liệu và Linh kiện Năng lượng Xây dựng, Empa đã phát triển một loại gạch mới chứa đầy aerogel, được gọi là “Aerobrick”. Nhờ khả năng cách nhiệt tuyệt vời, loại gạch này giúp giảm chi phí sử dụng hệ thống sưởi ấm mà không cần thêm lớp cách nhiệt phụ.
Tuy nhiên, vì aerogel có đặc tính gần như trong suốt, nó có thể được sử dụng để tạo ra các bức tường trong mờ có khả năng cách nhiệt. Để tận dụng điều đó và cải thiện hiệu suất cách nhiệt của Aerobrick, nhóm nghiên cứu đã phát triển một thành phần mô-đun mới dựa trên kính nổi và hạt aerogel silica, tạo ra gạch thủy tinh aerogel.
Tìm hiểu về Gạch thủy tinh aerogel
Gạch thủy tinh aerogel có tính thẩm mỹ cao và khả năng chịu lực tốt, cho phép ánh sáng ban ngày chiếu qua các bức tường. Nhà nghiên cứu đã tạo ra một sự kết hợp hoàn hảo giữa độ bền, khả năng cách nhiệt và khả năng truyền ánh sáng bằng cách sử dụng các miếng đệm lệch nhau giữa các tấm kính bên trong viên gạch thủy tinh, đảm bảo độ ổn định tĩnh với khả năng truyền nhiệt tối thiểu.
Gạch thủy tinh aerogel có độ dẫn nhiệt đo được là 53 mW/(m∙K) và cường độ nén gần 45 MPa, cao hơn bất kỳ loại gạch nào được tìm thấy trên thị trường. Ngoài ra, nó còn có đặc tính truyền ánh sáng đáng kể.
Gạch thủy tinh aerogel là vật liệu cách nhiệt hiệu suất cao và có khả năng truyền ánh sáng, được sử dụng trong nhiều ứng dụng kiến trúc khác nhau. Ví dụ, gạch aerogel phù hợp cho các công trình như thư viện, phòng trưng bày, bảo tàng, tiền sảnh, văn phòng, cầu thang, nhà thi đấu, hội trường đa năng, nhà ở, xưởng nghệ thuật và các khu đô thị với các tòa nhà cao tầng và nhiều căn hộ. Bên cạnh đó, gạch thủy tinh aerogel còn được sử dụng trong các không gian cần ánh sáng ban ngày để gia chủ có nhịp sinh học lành mạnh, chẳng hạn như ký túc xá, bệnh viện và viện điều dưỡng, vườn thú, chuồng ngựa và cơ sở chăn nuôi động vật, thậm chí cả nhà kính.
Gạch thủy tinh aerogel mang lại nhiều lợi ích cho kiến trúc, bao gồm khả năng thiết kế mới để có nhiều ánh sáng ban ngày hơn trong các tòa nhà đẹp và tiết kiệm không gian. Nó cũng có giá cả cạnh tranh trong các ứng dụng của nó. Hiện nay, các nhà nghiên cứu đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho gạch thủy tinh aerogel và đang tìm kiếm các đối tác công nghiệp để phát triển sản phẩm. Dự án phát triển gạch thủy tinh trong mờ có khả năng cách nhiệt cao nhưng vẫn đảm bảo khả năng chiếu sáng ban ngày được hỗ trợ bởi Velux Stiftung và Chương trình Nghiên cứu và Đổi mới Horizon 2020 của Liên minh Châu Âu.
