受天牛启发 科学家研发可被动冷却的薄膜用于给汽车降温

放大  缩小 日期:2020-07-16     来源:盖世汽车    评论:0       [ 进入汽车材料社区 ] [ 汽车材料馆 ]
核心提示:【汽车材料网】有一种甲虫能够在地球上最热的地方生活,还能调节自己的体温,受此启发,研究人员们研发了一种可用于给建筑物、电子设备等所有东西降温的环保方法。(图片来源:德克萨斯大学奥斯汀分校)据外媒报道,
 【汽车材料网】有一种甲虫能够在地球上最热的地方生活,还能调节自己的体温,受此启发,研究人员们研发了一种可用于给建筑物、电子设备等所有东西降温的环保方法。 
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(图片来源:德克萨斯大学奥斯汀分校)

据外媒报道,美国德克萨斯大学奥斯汀分校(The University of Texas at Austin)科克雷尔工程学院的研究人员与中国上海交通大学以及瑞典皇家理工学院(KTH Royal Institute of Technology)合作,发现有一种天牛甲虫能够给自己的身体降温,以生存在东南亚的火山地区。根据所获得的信息,研究人员们使用机械强度高、可大规模量产的常见柔性材料,基于该甲虫的翅膀结构,打造了一种光子薄膜。该薄膜可被动冷却,意味着其与需要消耗能量来让汽车和建筑物降温的系统不同。

研究人员表示:“所有需要降温的物体都可使用该薄膜。冰消、空调和其他降温方法都需要消耗大量能源,但该薄膜本身就可以冷却降温。” 该团队还发现,该薄膜能够让被阳光直射的物体的温度下降5.1摄氏度。

此种薄膜可作为物体表面的涂层,用途广泛,既可以被安装在办公室和公寓楼的窗户上,以反射阳光,降低能源消耗成本;还可以保护太阳能电池板不受持续的阳光照射而发生退化;甚至用于包裹汽车,让停放的汽车保持凉爽;还能成为新型冷却织物、可穿戴设备和个人电子产品的关键组成部分。

美国能源情报署(U.S. Energy Information Administration)预测,到2050年,空调消费将大幅增长,住宅领域内的空调消费将增长59%,商业领域则增长17%。随着降温需求的增加,人们对不消耗大量能源或不给环境造成压力的新降温方案的需求也在增加。 

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(图片来源:德克萨斯大学奥斯汀分校)

此前,人们已经知道此种甲虫具有降温能力,但是究竟是什么让它能够高效地调节自己的体温仍是个谜。研究小组则发现,该甲虫翅膀上的三角形“绒毛”发挥了重要作用,在反射阳光的同时可以帮助释放体内的热量。

天牛也被成为长角甲虫,因为触角很长,有时甚至是身体其他部分长度的三倍。目前,世界上有逾26000种天牛。

该项研究则专注于特定的一种甲虫——Neocerambyx Gigas(鞘翅目),可以在泰国和印度尼西亚活火山附近的炎热气候下生存,而此类地区夏季最高气温可达40摄氏度,地表温度可高达70摄氏度。当天气变热,该种甲虫就会保持静止,停止觅食,避免从运动中吸收多余的热量。 

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(图片来源:德克萨斯大学奥斯汀分校)

该团队制造的薄膜由一种柔性广泛使用的聚合物PDMS与一些高通量陶瓷颗粒制成。由于采用的材料很普通,制造该薄膜的工艺也很简单,即微冲压法,研究人员认为,该项目会取得成功,而其他试图复制生物效应的研究都失败了。

未来,该研究团队将进一步优化大规模量产此种薄膜的制造流程。他们也在节能型建筑、水冷却系统、保暖织物、沙漠露水收集装置以及发电厂的辅助冷却系统等几个领域,寻求实现此种薄膜的商业化。

 
 
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