這種色彩繽紛的植物薄膜能否取代空調?

與夏天熱浪隨著空調變得越來越普遍,您可能會權衡安裝空調的好處。

但這些能源密集、化學品洩漏的裝置需要毀滅性的損失在我們的星球上。

那麼有沒有更環保的方法來保持涼爽呢?

英國劍橋大學的科學家正在研究環保的替代方案。他們的發明包括一種植物薄膜,暴露在陽光下時可以保持涼爽。

該材料有一天可以用來保存建築物汽車無需外部電源即可冷卻。它具有多種紋理和明亮的彩虹色,在美學上也令人愉悅。

環保降溫膜如何發揮作用?

為了讓材料在白天保持比周圍空氣涼爽的溫度,有兩個關鍵要求。它必須具有高太陽反射率,以反射太陽的溫暖而不加熱周圍的空氣。它還必須在紅外線波段具有高發射率,以將熱量發射到外太空高效。

只有少數材料具有這些特性,科學家已經將它們開發成能夠實現所謂的「被動日間照明」的塗料和薄膜。輻射冷卻(PDRC)。

當應用於汽車或建築物的表面時,這意味著這些材料可以在不消耗熱量的情況下產生冷卻效果或創造污染

PDRC材料如何變得更有吸引力?

由於 PDRC 材料需要反射陽光,因此通常為白色或銀色。

添加顏色會降低其冷卻性能。這是因為有色顏料選擇性地吸收特定波長的光,只反射我們看到的顏色。這種額外的光吸收會產生暖化效果。

「這些有限的顏色阻礙了視覺外觀是關鍵考慮因素的應用,例如建築、汽車和衣服,」計畫成員沉清辰博士說。

為了提高這些材料的吸引力,顏色是一個重要因素。

沈博士與該計畫的首席研究員 Silvia Vignolini 博士一起著手研究不使用顏料獲得色彩的方法。

他們將結構著色作為解決方案。這是形狀和圖案反射特定顏色的光而不存在色素沉著的地方,如肥皂泡和光頭油。

為了尋找這種現象的自然根源,研究團隊使用了纖維素奈米晶體(CNC)——源自於纖維素中發現的纖維素。植物- 無需添加任何顏料即可形成虹彩、彩色薄膜。

「我們專門在薄膜中使用纖維素基材料,因為纖維素是自然界中最豐富的聚合物,」沈博士說。

它也是少數能夠促進PDRC的天然材料之一。

在對基本顏色進行實驗後,研究人員現在正在研究閃閃發光的 CNC-乙基纖維素薄膜。他們還開發了可以與各種木材飾面融為一體的不同紋理。

彩色降溫膜效果如何?

研究人員製作了鮮豔的藍色、綠色和紅色的分層纖維素薄膜,並對它們進行了測試。

當放置在陽光下時,它們的溫度比周圍空氣平均低近 4°C。

一平方公尺的薄膜產生超過 120 瓦的電力冷卻功率可與許多類型的家用空調相媲美。

作為一般準則,臥室需要每平方公尺 80 瓦左右的空調容量,起居空間需要 125 瓦的空調容量。

研究人員希望找到利用 CNC 乙基纖維素薄膜的新方法。其中包括添加感測器來檢測環境污染物或天氣變化。

最終,他們希望薄膜塗層能夠同時發揮多種作用。它既可以用於冷卻建築物,也可以用於警告不斷變化的水平污染物例如,在擁擠的地區。