受駱駝毛皮啟發:科學家打造出無需通電的冷卻材料
據外媒報導,當水蒸發掉時物質會保持較低溫度,但一旦水全部蒸發掉冷卻效果就會停止。考慮到這一點,麻省理工學院(MIT)的科學家們開發了一種靈感來自駱駝毛皮的材料,這種材料可以讓物品不用電就能保持涼爽。
雖然乍一看裸皮駱駝的整體體溫似乎比長有皮毛的駱駝要低,但事實並非如此。皮毛起到了透氣絕緣層的作用,其為動物的皮膚遮陽使其免受外部熱量的影響,同時能讓汗水從皮膚上蒸發出去。因此,蒸發冷卻效果持續的時間更長–雖然駱駝仍然出汗,但沒有假設的裸皮駱駝在脫水前出的汗多。
MIT的材料以類似的方式工作,其底部由一層水凝膠,頂部覆蓋一層多孔的矽基氣凝膠。水凝膠由97%的水組成,隨著凝膠溫度的升高,水蒸發,凝膠溫度降低。
氣凝膠的導熱係數非常低,這意味著它不會從環境中吸收太多熱量。這意味著它下面的水凝膠會比其他情況下更冷,所以它的蒸發冷卻效果會延長。
在實驗室測試中,一層5毫米的裸水凝膠會在40小時內失去所有的水,其所處的環境溫度為30ºC。一旦水凝膠被覆蓋上一層5毫米的氣凝膠,它就會在相同的溫度下持續200小時,一直到被烤乾。蒸發冷卻效應將復合材料的溫度降低了7ºC。
此外,當水凝膠乾了之後,只要加水,冷卻材料就又可以再次發揮作用。
由於氣凝膠的生產目前用到大型和昂貴的設備,因此研究人員正在尋找更實用、更便宜的替代品。最終,人們希望這種受駱駝毛啟發的材料能在發展中國家或其他缺乏基礎設施的地方的運輸和儲存食品和藥品工作中得到應用。