比玻璃更透光的新型材料能为房间降温并自我清洁

2024年05月27日 17:44 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

拥有大量的玻璃表面可以使房间更加明亮,但同时也会透入过多的热量和邻居的窥视。一种新型超材料不仅对光线更加透明,而且还能增加私密性,为室内降温,并能自动清洁。

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该团队的这一成果被称为"基于聚合物的微光子多功能超材料(PMMM)",它采用了薄膜的形式,可以贴在普通玻璃片上。它的特殊性能来自于其表面的微观结构,表面刻有金字塔图案,每个金字塔的宽度仅为 10 微米。

这些迷你金字塔能散射 73% 的光线,因此这种材料看起来像磨砂玻璃。尽管如此,这种材料的透光率竟然比普通玻璃还要高 ,达到 95%,而大多数玻璃的透光率只有 91%。研究小组表示,这不仅能为人们提供更舒适的照明,也能为植物提供更舒适的照明。

"当这种材料被用于屋顶和墙壁时,它可以为工作和生活提供明亮但无眩光且隐私受到保护的室内空间,"该研究的主要作者 Gan Huang 说。"在温室中,高透光率可以提高产量,因为光合作用效率估计要比玻璃屋顶的温室高出 9%。"

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PMMM 最酷的能力是它能够将热量直接传送到外层空间,从而冷却房间。这听起来像是科幻小说中的情节,但这是一种经过充分研究的现象,被称为辐射冷却,它利用了地球大气层对红外线波长是透明的这一事实。测试表明,通过将宇宙作为一个巨大的散热器,这种材料能使房间保持比周围空气低 6 °C(10.8 °F)的温度。

最重要的是,这种薄膜具有自洁功能。布满微小金字塔的表面能在水滴下保持一层空气,因此水滴会直接滚落,带走灰尘或污垢。从技术上讲,这使得它具有 152 度的超疏水接触角。

黄说:"这种材料可以同时优化室内阳光的利用,提供被动冷却,减少对空调的依赖。该解决方案具有可扩展性,可无缝集成到环保型建筑建设和城市发展计划中。"

这项研究发表在《自然通讯》杂志上。

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