火山甲蟲啟發科學家發明了可被動冷卻的新型材料

加熱和冷卻需要耗費大量的能源,因而科學家們一直在努力尋找可被動幫助建築物或電子設備散熱的新方法。好消息是,來自德州大學奧斯汀分校、上海交大、以及 KTH 皇家理工學院的一支研究團隊,已經開發出了一套基於光掩膜的新方案。有趣的是,其結構受到了泰國和印尼地區常見的長角甲蟲(Neocerambyx Gigas)的啟發。

火山甲蟲啟發科學家發明了可被動冷卻的新型材料

一卷被動式仿生散熱新材料(來自:德州大學奧斯汀分校

這種在火山周圍很是活躍,即便夏季氣溫通常可飆升至 40℃(104℉)以上,地面溫度更是可以達到 70°C(158°F)。

研究人員對這些甲蟲的耐熱能力產生了濃厚的興趣,於是對其殼狀結構進行了深入研究,然後仿製了新型被動式冷卻膜。

據悉,長角甲蟲的翅膀上有微小的三角形結構,不僅能夠反射太陽光,還可以幫助其散發體內的熱量。

火山甲蟲啟發科學家發明了可被動冷卻的新型材料

(圖自:University of Texas at Austin)

仿製工作從一種被稱作聚二甲基硅氧烷(PDMS)的聚合物開始,然後將陶瓷顆粒摻入其中,並用類似於甲蟲翅膀的三角形圖案對膠片進行微壓印。

測試表明新掩膜具有相當優異的被動式散熱性能,仿生材料底下的物品溫度,可較太陽直射的情況下低 5.1℃(9.2°F)。

研究人員稱,新薄膜可用於窗戶、光伏面板、汽車、織物、可穿戴設備、以及其它電子設備的表面塗層,以達成節能和保持涼爽的效果。

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

研究作者 Yuebing Zheng 表示,新材料可在幾乎任何需要散熱的領域發揮作用,比如冰箱空調和其它本身就需要消耗大量能源來製冷的設備。

由於製作掩膜的材料和工藝已經相當普及,這項研究的商業化大批量生產的前景亦相當明朗。目前研究團隊正在繼續努力優化相關流程,以期收獲更大的精細。

有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《美國國家科學院院刊》(PNAS)上。

原標題為《Biologically inspired flexible photonic films for efficient passive radiative cooling》。

來源:cnBeta