这种彩虹光泽涂层可能有助于冷却未来的建筑物

这种彩虹光泽涂层可能有助于冷却未来的建筑物

一种由木浆和棉花部分制成的彩色新材料,未来有一天可以在阳光照射下降低建筑物温度。虽然已经存在使用白色或镜面饰面的类似薄膜,但最新版本的薄膜呈现出彩虹色,这在一定程度上要归功于纤维素纳米晶体 (CNC) 和肥皂泡的行为。

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一般来说,大多数物体在吸收太阳的紫外线、红外线和可见光时都会变热。未被吸收的部分则以可见颜色反射出去。也就是说,一种被称为被动日间辐射冷却 (PDRC) 的过程偶尔可以抵消因吸收光而导致的温度升高。当表面将大量太阳光反射回红外线而不吸收太多其他光线时,就会发生 PDRC。这使得表面温度可以比周围的空气低很多度。最近,剑桥大学的研究人员发现,他们可以利用某些植物纤维素的特性以及“结构色”来复制这种能力,“结构色”是光与不同厚度的表面相互作用的结果。这种能力最常见于肥皂泡,肥皂泡将光散射到不同方向,穿过不同厚度的表面,形成万花筒般的图案。

《新科学家》杂志还指出,在材料中添加彩色颜料通常会增加其吸收的光量,从而增加其吸收的热量。然而,当研究人员从植物中提取纤维素纳米晶体,然后将其铺在乙基纤维素制成的反射片上时,他们能够利用其棱镜特性来制造红色、绿色和蓝色薄膜。即使有了新的色调,涂层在阳光直射下仍比周围温度低约 3 摄氏度。

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通过对乙基纤维素层进行额外的实验,该团队还成功生产出具有各种纹理(如各种木纹和饰面)的多色薄膜。虽然新薄膜的耐用性仍需改进,但它们的潜在用途有朝一日可能会扩展到建筑外墙、车辆和室内墙面涂料,成为空调设备的环保替代品,而空调设备以能耗和温室气体排放而臭名昭著。该团队正在美国化学学会的年度春季会议上展示他们的最新成果,并希望继续他们的研究以改进下一代材料。

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