Bóng đèn không cần điện là sản phẩm của nhóm các nhà khoa học thuộc Đại học Quốc gia Hà Nội vừa đăng ký sáng chế tại Mỹ. Đây là giải pháp tiết kiệm điện chiếu sáng hiệu quả, bền vững, đặc biệt cho các công trình xây dựng.
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, Trường 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 bảo vệ bởi bằng sáng chế nói trên 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 (cả khả kiến và hồng ngoại) 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, chính là thiết bị được bảo vệ bởi sáng chế đăng ký tại Mỹ.
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. Việc giảm chi phí nằm ở điểm, 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. Trong quá trình thực hiện, do nhóm nghiên cứu đặt nặng tính ứng dụng của sản phẩm nên đã đưa ra các giải pháp với độ khó tăng dần thông qua các nguyên mẫu trung gian.
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 phát triển các giải pháp cụ thể, mang tính “may đo” cho nhu cầu ở Việt Nam sẽ là lợi thế lớn so với các giải pháp của các công ty nước ngoài”, TS Thuật cho biết
“Nhóm nghiên cứu đã gửi các đề xuất nghiên cứu phát triển sản phẩm đến các tổ chức liên quan để xin đề tài nhưng đều chưa được, có thể vì về khoa học, nghiên cứu này không phải là quá tiên tiến, còn về thị trường lại chưa bán được sản phẩm nào. Vì thế, có thể nói, lúc này nhóm đang hoạt động như một startup.
Theo TS Thuật, việc được cấp bằng sáng chế tại Mỹ sẽ tạo tiền đề để nhóm thực hiện các bước tiếp theo vốn đã được bàn bạc rất nhiều từ trước, đó là tìm thêm các nguồn tài trợ dạng đầu tư thiên thần cho việc phát triển một nguyên mẫu hoàn thiện hơn, sau đó đóng gói sản phẩm và tìm kiếm những người dùng đầu tiên.
Đăng ký ở Mỹ cho dễ… ứng dụng
TS Nguyễn Trần Thuật cho biết, nhóm nghiên cứu lựa chọn Mỹ để đăng ký sáng chế bởi Mỹ là nơi có một số công ty đang sản xuất các sản phẩm chiếu sáng tự nhiên tương tự sản phẩm của nhóm.
Bên cạnh đó, Mỹ là quốc gia “dễ tính” nhất trong việc ứng dụng các sản phẩm mới, đồng thời là một thị trường tiềm năng. Mỹ còn là quốc gia có truyền thống trong việc bảo vệ, tôn trọng quyền sở hữu trí tuệ và phát triển kinh doanh từ các kết quả nghiên cứu phát triển. Xu hướng đăng ký tại Mỹ hầu như là tất yếu đối với mọi công ty trong lĩnh vực công nghệ kỹ thuật.
Việc đăng ký sáng chế tại Mỹ không dễ dàng, nhóm cũng gặp rất nhiều khó khăn khi thực hiện việc nghiên cứu này. “Khó khăn đầu tiên cũng chính là khó khăn gặp phải khi đăng ký tại Việt Nam, đó là dựng hình thể hiện ý tưởng.
Nhóm phải nhờ đến một chuyên gia dựng hình không gian và nếu không có sự tin tưởng tuyệt đối giữa những người thực hiện thì khó qua được bước này. Khó khăn tiếp theo là rào cản ngoại ngữ. Về bản chất, bản thuyết minh sáng chế không phải là một tài liệu kỹ thuật mà là một tài liệu luật.
Thuyết minh không cần hay, không cần đẹp mà cần bảo vệ được những thứ được miêu tả trong đó. Nhóm đã tiến hành dịch từ tiếng Việt sang tiếng Anh, sau đó hiệu đính nhiều lần, và cũng phải áp dụng một số thuật ngữ theo kiểu đọc các phát minh sáng chế tại Mỹ nhiều rồi áp dụng lại trong bản dịch thuyết minh của mình”, TS Thuật cho hay.
Nhóm nghiên cứu nhìn nhận, 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.
“Nhóm nghiên cứu đã gửi các đề xuất nghiên cứu phát triển sản phẩm đến các tổ chức liên quan để xin đề tài nhưng đều chưa được, có thể vì về khoa học, nghiên cứu này không phải là quá tiên tiến, còn về thị trường lại chưa bán được sản phẩm nào”, TS Thuật
Theo: Giáo dục thời đại
