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想保持干燥?向骆驼学习
中国科学报 袁柳 / 时间:2020-11-19 23:57:52

科学网11月17日讯:水凝胶是一种可以产生被动冷却效果的材料,能在无动力情况下将吸收的水逐渐蒸发,从而保持绝缘物体的干燥凉爽。近日,来自麻省理工学院的研究小组在期刊《焦耳》(Joule)发表了一项研究——为了延长水凝胶的效力,他们在研发新材料时参考了骆驼的汗腺和表皮结构。

研究小组将一层水凝胶和另一种薄薄的气凝胶结合,组成轻质、多孔、厚度约10毫米的绝缘材料。

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以骆驼毛发为灵感研发的凝胶层保冷性能更强,可用于食品药品的干燥储藏。(图片来源:Alamy)

其中,水凝胶层仿佛骆驼的汗腺,让水蒸发并提供冷却效果,而气凝胶层的功能则与骆驼的皮毛类似,起到隔热作用,阻止热量从周围环境散发的同时,水凝胶中的水分仍然可以通过材料逸出。

如此一来,这种结合体同时实现了蒸发与隔热,大大延长了冷却时间。

在实验室的温度和湿度控制室中,研究者检测了这种双层凝胶的性能,该材料能让物体保持更长的冷却时间,且物体本身的温度还能比环境温度再低7摄氏度左右。实验结果表明,与单层水凝胶层相比,这种双层凝胶的有效冷却时间是原来的5倍,即达到250个小时、约10天的冷却效果。

目前,为了扩大应用范围,研究者还在努力让这种材料的扩展性增强。未来,这种材料可能不仅仅能用于食品和药品的冷却干燥,还有望用于体积更大的建筑物,以降低其能耗。