 |
Chiếu sáng bằng thấu kính nối sợi quang
Nhóm tác giả đứng tên trong đơn đăng ký sáng chế tại Mỹ, gồm: TS Nguyễn Trần Thuật, Trung tâm Nano và Năng lượng; TS Hoàng Chí Hiếu, khoa Vật lý; Nguyễn Quang Quân và Hồ Đức Quân, cựu sinh viên lớp Cử nhân khoa học Tài năng Vật lý K58, Đại học Khoa học Tự nhiên (Đại học Quốc gia Hà Nội) và PGS.TS Nguyễn Hoàng Hải (Đại học Quốc gia Hà Nội). Sáng chế đề xuất một thiết kế thấu kính được kết nối đơn giản với sợi quang. Thấu kính này có dạng tương tự như thấu kính nhựa sử dụng trong các đèn LED chiếu sáng, khác biệt ở chỗ thay vì tối ưu ánh sáng đi ra từ bóng LED thành các chùm gần song song, thấu kính tối ưu ánh sáng đi vào và chuyển thành các chùm gần song song để được dẫn bằng sợi quang.
Sáng chế cũng đề cập đến phương pháp kết nối đơn giản giữa sợi quang và loại thấu kính có một khe cắm; đồng thời sử dụng các tổ hợp khác nhau của nhiều thấu kính kết nối sợi quang nhằm chế tạo các thiết bị hội tụ ánh sáng mặt trời từ các phương khác nhau để tạo thành chùm sáng tương đối song song ở đầu ra các sợi quang, cho các mục đích truyền dẫn và chiếu sáng tự nhiên. Thiết bị được có thể được lắp đặt trên mái nhà, và nhờ cơ chế hội tụ ánh sáng mặt trời, nó sẽ giúp chiếu sáng ngôi nhà mà không cần sử dụng điện. Đồng thời, với cơ chế truyền dẫn, ánh sáng hội tụ sẽ được đưa đến tất cả các tầng nhà thông qua các thiết bị trong cùng hệ thống.
TS Nguyễn Trần Thuật cho biết, nguyên mẫu ban đầu của nhóm nghiên cứu là một thiết bị hội tụ ánh sáng mặt trời sử dụng cơ hệ, với điểm mạnh là lấy được toàn bộ dải năng lượng mặt trời nhưng lại đòi hỏi nhiều về bảo trì, bảo dưỡng và sẽ tương đối phức tạp trong sử dụng. Để khắc phục những nhược điểm đó, nhóm nghiên cứu lập tức tiến hành xây dựng nguyên mẫu tiếp theo.
Ánh sáng được truyền dẫn như điện
Nhóm nghiên cứu dự tính phát triển một nguyên mẫu nữa có khả năng giảm thiểu chi phí nguyên vật liệu so với nguyên mẫu thứ hai. Theo đó, chất lỏng sẽ được sử dụng thay thế các vật liệu rắn trong suốt dùng trong các thấu kính và sợi quang. Khi sử dụng các vật liệu lỏng, nhóm nghiên cứu tiến hành biến tính bề mặt tiếp giáp giữa chất lỏng và thành chứa nhằm thu được hiệu ứng phản xạ toàn phần để truyền dẫn ánh sáng trong kênh dẫn lỏng.
Theo TS Nguyễn Trần Thuật, để được dùng rộng rãi, sản phẩm hội tụ, truyền dẫn và chiếu sáng tự nhiên sẽ gặp phải các khó khăn như: Chỉ có thể dùng được vào ban ngày, và cần phải tuân theo các tiêu chuẩn thiết kế và xây dựng. Khó khăn thứ nhất có thể giải quyết bằng cách tích hợp bộ phận tán xạ với đèn điện, trong khi khó khăn thứ hai đòi hỏi nhiều thời gian thử nghiệm và kết hợp.Tuy nhiên, tiềm năng ứng dụng của sáng chế tại Việt Nam là rất lớn. Về cơ bản, các dạng nhà hình ống thông dụng tại Việt Nam được chiếu sáng tự nhiên rất kém, do đó một giải pháp tiết kiệm trong việc chiếu sáng có thể được ứng dụng tới từng nhà.
Việc được cấp bằng sáng chế tại Mỹ sẽ tạo tiền đề để nhóm thực hiện các bước tiếp theo, đó là tìm thêm các nguồn tài trợ để phát triển một nguyên mẫu hoàn thiện hơn, sau đó đóng gói sản phẩm và tìm kiếm những người dùng đầu tiên.
