受骆驼在炎热的沙漠太阳下保持凉爽的方式的启发,科学家开发了一种双层被动冷却技术。该技术底部的水凝胶层就像骆驼的汗腺一样,通过蒸发水分来降低温度, 杏耀平台经营之道 ,而顶部的气凝胶层则像毛皮一样,在让水蒸气通过的同时隔绝外界的热量。这项发表在11月11日《焦耳》杂志上的研究表明,这种设计使产品保持低温的时间是传统单层方法的5倍。
“虽然之前的被动蒸发冷却的研究集中在模仿汗腺的哺乳动物,在这工作我们确定毛皮绝缘的至关重要的作用,”杰弗里•格罗斯曼说,部门负责人在麻省理工学院的材料科学与工程和该研究的资深作者。“通过模仿骆驼身上的双重皮毛/腺体系统,杏耀游戏玩家我们设计了一种蒸发隔热双层膜,就像骆驼一样,在相同的耗水量下,可以显著延长被动蒸发冷却时间。”
随着气候变暖,保持建筑物凉爽、保存食物和药品的技术变得越来越必要,科学家们正在热切地追求不需要外部能源的被动冷却方法。虽然基于水凝胶蒸发的方法是最有前途的被动冷却解决方案之一,但它们往往需要大量的水,长期使用的潜力有限。
通过从沙漠动物生理学的角度考虑这些问题,Grossman和他的同事们意识到现有的蒸发冷却技术缺少一个关键的组成部分。
格罗斯曼说:“动物学家报告说,剪了毛的骆驼白天排汗所需的水分要比穿天然羊毛的骆驼多50%。”“因此,为了在保持蒸发冷却能力的同时尽量减少水分流失,从而延长冷却能力,我们将注意力转向了自然。”
为了模拟骆驼的皮毛层,研究人员合成了高孔疏水的硅气凝胶,其导热系数约为空气的一半,然后将它们与模拟汗腺的水凝胶结合起来。然后,研究小组在封闭的环境温度和相对湿度可控的环境中测试了双层膜的样本,证明该样本可以保持比周围环境低7摄氏度的温度。只有水凝胶层的冷却技术可以保持较低的温度,但双层技术持续的时间要长得多。一层5毫米厚的水凝胶覆盖在一层5毫米厚的气凝胶上,杏耀注册在水分耗尽之前,它可以保持200小时的温度,需要重新充电,而单独一层水凝胶只能维持40小时。
因为它能保持物体冷却一段时间没有电,双层被动冷却技术可以使经销商船,运输,和临时存储产品没有空调,将特别有用的服务在地区电力仍然稀缺。
格罗斯曼说:“这项技术也可以使传统蒸发技术显著小型化,因为它对任何给定量的水提供更长的时间的移动有效冷却。”“它还可能有助于冷却需求迅速增长的建筑的热管理。”
然而,给这项技术带来优势的气凝胶层目前限制了它扩大应用范围的能力。“虽然我们的气凝胶材料成本低,制造成本是目前可伸缩性瓶颈由于临界点干燥步骤,“格罗斯曼说,指出合著者之一,爱丽丝Strobach,共同创立一个公司追求可伸缩生产透明的气凝胶用于构建窗口应用程序。