比玻璃更透光的新型材質能為房間降溫並自我清潔
擁有大量的玻璃表面可以使房間更加明亮,但同時也會透入過多的熱量和鄰居的窺視。一種新型超材料不僅對光線更加透明,還能增加隱私性,為室內降溫,並能自動清潔。
該團隊的這項成果被稱為”基於聚合物的微光子多功能超材料(PMMM)”,它採用了薄膜的形式,可以貼在普通玻璃片上。它的特殊性能來自於其表面的微觀結構,表面刻有金字塔圖案,每個金字塔的寬度僅10 微米。
這些迷你金字塔能散射73% 的光線,因此這種材料看起來像磨砂玻璃。儘管如此,這種材質的透光率竟然比一般玻璃還要高,達到95%,而大多數玻璃的透光率只有91%。研究小組表示,這不僅能為人們提供更舒適的照明,也能為植物提供更舒適的照明。
“當這種材料被用於屋頂和牆壁時,它可以為工作和生活提供明亮但無眩光且隱私受到保護的室內空間,”該研究的主要作者Gan Huang 說。 “在溫室中,高透光率可以提高產量,因為光合作用效率估計比玻璃屋頂的溫室高出9%。”
PMMM 最酷的能力是它能夠將熱量直接傳送到外太空,從而冷卻房間。這聽起來像是科幻小說中的情節,但這是一種經過充分研究的現象,被稱為輻射冷卻,它利用了地球大氣層對紅外線波長是透明的事實。測試表明,透過將宇宙作為一個巨大的散熱器,這種材料能使房間保持比周圍空氣低6 °C(10.8 °F)的溫度。
最重要的是,這種薄膜具有自潔功能。佈滿微小金字塔的表面能在水滴下保持一層空氣,因此水滴會直接滾落,帶走灰塵或污垢。從技術上講,這使得它具有152 度的超疏水接觸角。
黃說:”這種材料可以同時優化室內陽光的利用,提供被動冷卻,減少對空調的依賴。該解決方案具有可擴展性,可無縫集成到環保型建築建設和城市發展計劃中。”
這項研究發表在《自然通訊》雜誌。