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世界首创“相变油墨”可实现被动式控温

2023-04-12  来源:科技日报  浏览:9080  0人参与评论
摘要:

澳大利亚墨尔本大学研究人员开发出世界上第一种可改变房屋、汽车供暖和制冷方式的“相变油墨”,它能实现复杂的“被动气候”控制,具有帮助减少能源消耗和全球温室气体排放的巨大潜力。研究发表在最新一期英国皇家化学学会的《材料化学杂志A》上。

新油墨使用纳米技术来控制日常环境中的温度

研究领导者穆罕默德·塔哈博士表示,这些油墨可用于开发涂层,实现被动加热和冷却。

被动式的气候控制方式可创造舒适的生活条件,并可减少不必要的能源消耗。例如,为了在冬天供暖,在建筑立面上的油墨可以自动转换,以便在白天通过更多的太阳辐射,并在晚上提供更好的隔热来保暖。在夏天,它们可以形成屏障,阻挡来自太阳和周围环境的热辐射。

利用纳米技术控制日常环境温度的多功能“相变油墨”是一种概念验证,可以层压、喷涂或添加到油漆和建筑材料中。它还可以融入服装,在极端环境中调节体温,或者用于制造大型、灵活和可穿戴的电子设备,如可弯曲电路、摄像头和探测器,以及气体和温度传感器。

塔哈表示,新研究意味着现有的结构和建筑材料可以进行翻新,这种油墨很可能会在5到10年内投放市场,通过与业界的合作,还可以扩大规模,并将其整合到现有新技术中,作为应对世界气候变化挑战的一种解决方案。

这一突破是通过发现如何修饰“相变材料”的主要成分之一的二氧化钒而实现的。相变材料使用热或电触发器创造足够能量,使材料在压力下自我转化。以前,相变材料需要加热到非常高的温度才能激活它们的相变特性。

塔哈博士团队测试了他们如何触发绝缘体—金属相变的反应,在这种反应中,新材料起到了开关的作用,阻止超过特定温度的热量。

研究人员表示,新材料可以根据需要调整其吸热性能,这意味着可以设计出更智能的砖和油漆。



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