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火山甲虫启发科学家发明了可被动冷却的新型材料

加热和冷却需要耗费大量的能源,因而科学家们一直在努力寻找可被动帮助建筑物或电子设备散热的新方法。好消息是,来自德州大学奥斯汀分校、上海交大、以及 KTH 皇家理工学院的一支研究团队,已经开发出了一套基于光掩膜的新方案。有趣的是,其结构受到了泰国和印尼地区常见的长角甲虫(Neocerambyx Gigas)的启发。

火山甲虫启发科学家发明了可被动冷却的新型材料

一卷被动式仿生散热新材料(来自:德州大学奥斯汀分校)

这种在火山周围很是活跃,即便夏季气温通常可飙升至 40℃(104℉)以上,地面温度更是可以达到 70°C(158°F)。

研究人员对这些甲虫的耐热能力产生了浓厚的兴趣,于是对其壳状结构进行了深入研究,然后仿制了新型被动式冷却膜。

据悉,长角甲虫的翅膀上有微小的三角形结构,不仅能够反射太阳光,还可以帮助其散发体内的热量。

火山甲虫启发科学家发明了可被动冷却的新型材料

(图自:University of Texas at Austin)

仿制工作从一种被称作聚二甲基硅氧烷(PDMS)的聚合物开始,然后将陶瓷颗粒掺入其中,并用类似于甲虫翅膀的三角形图案对胶片进行微压印。

测试表明新掩膜具有相当优异的被动式散热性能,仿生材料底下的物品温度,可较太阳直射的情况下低 5.1℃(9.2°F)。

研究人员称,新薄膜可用于窗户、光伏面板、汽车、织物、可穿戴设备、以及其它电子设备的表面涂层,以达成节能和保持凉爽的效果。

Exotic Self-Cooling Beetle Inspires Film to Cool Electronics(via)

研究作者 Yuebing Zheng 表示,新材料可在几乎任何需要散热的领域发挥作用,比如冰箱、空调和其它本身就需要消耗大量能源来制冷的设备。

由于制作掩膜的材料和工艺已经相当普及,这项研究的商业化大批量生产的前景亦相当明朗。目前研究团队正在继续努力优化相关流程,以期收获更大的精细。

有关这项研究的详情,已经发表在近日出版的《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。

原标题为《Biologically inspired flexible photonic films for efficient passive radiative cooling》。

原创文章,作者:cnBeta,如若转载,请注明出处:http://www.zgsmx.cn/21842.html

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