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來(lái)自烏賊的變色皮膚靈感研發(fā)出的”絕緣材料

2022/4/1 11:46:00 來(lái)源: 評論(0)0

絕緣材料

 
      由美加州大學(xué)歐文分校的Alon Gorodetsky領(lǐng)導的一個(gè)工程師團隊開(kāi)發(fā)出一種新的紅外反射金屬化聚合物薄膜。據悉,這一靈感來(lái)自烏賊的變色皮膚。這種復合材料的可調節絕緣性能可以使它在從咖啡杯到運輸容器的所有物品中發(fā)揮作用,此外它還可以回收利用并可以進(jìn)行經(jīng)濟型大規模生產(chǎn)。

     烏賊是一個(gè)奇怪的海洋居民,很容易讓人誤以為它是一種來(lái)自外太空的生物。除了靈巧的觸手、噴氣式推進(jìn)器、高智商(對軟體動(dòng)物來(lái)說(shuō))和令人不安的人類(lèi)眼睛之外,烏賊跟其他頭足類(lèi)動(dòng)物一樣具有瞬間變色的能力。
      為了躲避捕食者或獵物或作為一種交流方式,烏賊會(huì )改變其顏色模式。它這樣做的速度非???,幾乎就像它有一個(gè)內置的數字顯示器一樣。事實(shí)上,它是通過(guò)所謂的“發(fā)色團”來(lái)實(shí)現這一壯舉的。這些是動(dòng)物皮膚中含有色素顆粒的特殊囊體。通過(guò)使用肌肉扭曲這些囊,烏賊可以改變其半透明性、反射性或不透明性。
      以此為模型,加州大學(xué)歐文分校的研究小組想出了一種復合材料,它不是將色素轉移而是調節熱量。這種材料由聚合物和金屬制成,它可以重新配置其結構從而使其對熱量的反射更多或更少,具體則取決于對其施加的壓力大小。
      Gorodetsky說(shuō)道:“我們的復合材料中的金屬島在材料放松時(shí)彼此相鄰,在材料被拉伸時(shí)變得分離并允許控制紅外光的反射和傳輸或散熱。這種機制類(lèi)似于烏賊皮膚中的色團擴張和收縮,它改變了可見(jiàn)光的反射和傳輸?!?/div>
 
 
 
然而聰明的不僅僅是這種材料,還有該團隊從商業(yè)和環(huán)境的角度使其實(shí)用的努力。研究人員表示,通過(guò)在鋁的基底上涂抹銅并噴涂多層聚合物,這種新材料可以以任何卷狀批量大小生產(chǎn),其規模經(jīng)濟使成本降低到約0.1美元/平方米。
 
另外,研究小組還表示,這種薄膜可以用于從咖啡杯到手提袋到運輸容器的所有東西,它的優(yōu)點(diǎn)是絕緣性能可以調節,因此人們可以讓自己的可可快速降到可飲用的溫度。此外,通過(guò)去除金屬和重新利用剩余的聚合物,這些材料可以用傳統的商業(yè)方法進(jìn)行回收。
 
截止到目前,這種材料已經(jīng)以咖啡杯的形式進(jìn)行了測試,其在標準化的測試條件下實(shí)現了20倍的紅外輻射傳輸調制和30倍的熱流強度調節。此外,該材料在受壓時(shí)能很好地承受反復的機械循環(huán)。
 
Gorodetsky表示:“這種材料有大量的應用。想想在大流行期間被送到人們家里的所有易腐物品。亞馬遜或其他公司發(fā)送的任何需要溫度控制的包裹都可以使用由我們的受烏賊啟發(fā)的自適應復合材料制成的襯里?,F在我們可以一次制作大張的材料,我們有了可以使我們生活的許多方面受益的東西?!?/div>
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