如果您曾經在汽車方向盤上燒手,那麼您就會知道汽車內部在夏天有多熱。但是,有一天的新面料可以幫助汽車和其他物體在夏天保持涼爽,並在冬季溫暖。
研究人員創建了織物的原型,該原型充當“熱斗篷”這可以防止其下面的空間太熱或太冷。斗篷,7月11日描述裝置,不需要外部電源減少能耗與加熱和冷卻有關(SN:9/28/18)。
在全球範圍內,加熱和冷卻建築物中38%的能源利用和總能源消耗的12%。 UCLA的應用物理學家阿斯瓦斯·拉曼(Aaswath Raman)表示,諸如這種熱斗篷之類的材料可以幫助我們在熱浪中保持舒適,同時減少與溫度控制中使用的電力相關的二氧化碳排放。
在新的研究中,上海若昂大學的工程師Kehang Cui和同事使用兩層建造了斗篷。外層是由白色二氧化矽纖維製成的,這些二氧化矽纖維反映可見光,塗有六角形硝化硼,這是一種陶瓷材料,反映了紫外線並有助於散發熱量。二氧化矽纖維和硝酸硼共反映了撞擊織物的96%。同時,外層從周圍區域吸收熱量,並通過稱為輻射冷卻的過程將其作為紅外光發射為紅外光,從而降低了斗篷下的溫度。
儘管外層將斗篷冷卻器下方的空間比未透明的區域保持更長的時間,但全天封閉的空間慢慢變暖。由鋁箔製成的內層通過將其中的一些熱量捕獲,類似於絕緣生存毯,可以在夜間保持空間的溫暖。
研究人員在幾種極端條件下測試了斗篷材料的耐用性。他們在800°Celsius烘烤織物,幾乎很熱就可以融化餐桌鹽。他們還通過將其浸泡在液氮中,使其暴露於極度冷,使其與火箭發射相同的振動量,將其浸入酸中,並用丁烷火炬的火將其炸開 - 幾乎沒有改變材料的結構或性能。該團隊說,這種極端的耐用性可能會在航天器或外星環境中使用。
為了看到織物的作用,Cui及其同事建造了一個全尺寸的原型斗篷,並在電動汽車上進行了測試。在上海的一個夏日,斗篷將汽車保持在約23°C的位置 - 比外部溫度低8度,比未粘的汽車內部低28攝氏度。斗篷還使汽車在冬天的夜晚保持了比外部空氣高約5度。
斗篷“肯定顯示了節省能源的能力,但下一步是我們想在更大規模的現場測試(例如屋頂)中證明這一點,以了解對我們日常生活的影響。”