Các nhà nghiên cứu tại Washington University in St. Louis đã công bố kết quả rằng bụi kim cương tổng hợp bằng phương pháp tổng hợp nổ không phải là vật liệu phù hợp cho phun khí quyển tầng bình lưu (stratospheric aerosol injection, SAI). Họ dùng các tính toán từ nguyên lý cơ bản để mô phỏng cách thành phần, kích thước và cấu trúc hóa học ảnh hưởng đến tính quang học của các hạt.
Mô phỏng cho thấy bụi do tổng hợp nổ chứa tạp chất cacbon dư, thường chiếm 1-5% theo khối lượng, và quá trình nổ sinh ra cacbon lai hóa sp2. Loại cacbon này có thể tạo vỏ cứng quanh lõi kim cương và làm tăng sự hấp thụ ánh sáng; các nhà nghiên cứu phát hiện tạp chất có thể giảm hiệu ứng tán xạ tới 25%.
Công trình được công bố trực tuyến trên Journal of Aerosol Science. Đồng tác giả gồm Rajan Chakrabarty (Giáo sư Kỹ thuật), Phó giáo sư Rohan Mishra và các học giả sau tiến sĩ Joshin Kumar, Gwan-Yeong Jung, Taveen Kapoor, tất cả thuộc McKelvey School of Engineering. Nghiên cứu dùng khoản tài trợ năm 2024 từ Simons Foundation International và tài nguyên tính toán từ phân bổ DMR160007 thông qua chương trình ACCESS, được hỗ trợ bởi National Science Foundation.
Các nhà nghiên cứu cũng lưu ý rằng loại trừ vật liệu không phù hợp là cần thiết, vì tạp chất và chất ô nhiễm có thể làm thay đổi độ phản xạ, xúc tác phá hủy tầng ôzôn hoặc tạo ra phản hồi khí quyển, làm giảm khả năng làm mát và tăng rủi ro môi trường. Nghiên cứu trước đây ước tính cần khoảng 5 triệu tấn hạt kim cương mỗi năm để làm mát khoảng 1.6 độ C; kết luận mới cho thấy nanokim cương tổng hợp bằng nổ có khả năng hấp thụ nhiều nhiệt hơn là phản xạ.
Từ khó
- phun khí quyển tầng bình lưu — phương pháp đưa hạt vào tầng bình lưu
- tính quang học — cách vật liệu tương tác với ánh sáng
- tạp chất — chất không mong muốn trong một vật liệu
- tán xạ — sự phân tán ánh sáng khi gặp hạt
- cacbon lai hóa sp2 — loại cacbon có liên kết sp2, tăng hấp thụ
- độ phản xạ — phần ánh sáng bị bật lại từ bề mặt
- nanokim cương — hạt kim cương rất nhỏ kích thước nanô
- xúc tác — chất làm tăng tốc phản ứng hóa học
Mẹo: di chuột, dùng phím Tab hoặc chạm vào các từ được tô sáng trong bài để xem định nghĩa nhanh ngay khi bạn đọc hoặc nghe.
Câu hỏi thảo luận
- Bạn nghĩ vì sao việc loại trừ vật liệu không phù hợp như nanokim cương tổng hợp bằng nổ lại quan trọng cho các dự án phun tầng bình lưu? Hãy nêu ít nhất hai lý do.
- Nếu tạp chất là nguyên nhân làm tăng hấp thụ năng lượng, theo bạn có những cách nào để giảm tạp chất trong vật liệu trước khi sử dụng?
- Bài viết nhắc cần khoảng 5 triệu tấn hạt để làm mát khoảng 1.6°C. Theo bạn, việc triển khai quy mô lớn như vậy có thể gây ra những thách thức thực tế và môi trường nào?
Bài viết liên quan
Thu ADN cá hồi từ không khí để theo dõi di cư
Các nhà nghiên cứu ở Washington thu ADN cá hồi Coho từ không khí trong mùa di cư và so sánh dữ liệu với số đếm bằng mắt của trại nuôi. Kết quả cho thấy eDNA không khí biến đổi theo xu hướng di cư và có thể chỉ ra vị trí cùng mật độ tương đối của cá.
AI và ảnh công dân phát hiện muỗi Anopheles stephensi ở Madagascar
Các nhà nghiên cứu dùng AI và ảnh do người dân gửi để xác định Anopheles stephensi, được cho là phát hiện đầu tiên ở Madagascar. Ảnh chụp năm 2020 qua ứng dụng GLOBE Observer và kết quả được công bố trên tạp chí Insects.
