一張薄膜將顛覆農業(yè)及所有降溫格局
加溫、降溫一直是人們生產(chǎn)、生活賴(lài)以的方式,有效的降溫及加溫才能提高生活質(zhì)量及擴大生產(chǎn)力。
今夏,我國各地持續性的高溫,不僅給人們生活帶來(lái)很多影響,更可怕的是我們的農業(yè)生產(chǎn),如何讓作物面對如此炙熱的高溫的確困擾很多科學(xué)家。
美國科羅拉多大學(xué)的研究者找到了一種無(wú)需制冷劑、無(wú)需電力就可以為建筑降溫的薄膜,冷卻效果非常強勁,成本非常低廉,被稱(chēng)為有劃時(shí)代意義的降溫材料。這種材料的主要發(fā)明人之一尹曉波,畢業(yè)于南京大學(xué)。
尹曉波(左)和楊容貴展示降溫薄膜
這個(gè)發(fā)明用的是高科技材料
每年一到夏季,降溫就成了大問(wèn)題?,F在最有效的降溫方法是開(kāi)空調,不過(guò)空調不僅費錢(qián)費電,還會(huì )增加溫室氣體排放。
尹曉波和楊容貴在《科學(xué)》雜志上發(fā)表文章表示,他們找到了可能的替代方法。
兩位研究者發(fā)明了一種無(wú)需制冷劑、無(wú)需電力就可以為建筑降溫的薄膜,不僅效果顯著(zhù),也可以大規模生產(chǎn),成本非常低,每平方米只需大約50美分,折合人民幣也才3元多。
這種降溫薄膜是這樣的
這種新型薄膜的工作原理是“輻射冷卻”,利用特定波長(cháng)的紅外輻射可以直接被輻射到外太空的特性。只要先把多余的熱量轉化為特定波長(cháng)的紅外線(xiàn),然后就可以把它們永久“扔”進(jìn)宇宙。
這個(gè)發(fā)明價(jià)格便宜
據介紹,尹曉波和楊容貴并不是這種技術(shù)的首創(chuàng )人。斯坦福大學(xué)的華裔科學(xué)家范善輝于2014年就報告了一種采用輻射冷卻技術(shù)降溫的材料。不過(guò),范善輝并沒(méi)有能將這種設備進(jìn)行大規模制造。
尹曉波和楊容貴的發(fā)明解決了大規模生產(chǎn)和成本的問(wèn)題。
他們的降溫薄膜由透明的聚合物制成,這是一種塑料,商業(yè)名稱(chēng)是TPX。
他們把TPX加工成約50微米厚的薄膜,將一面鍍上銀,另一面隨機鑲嵌許多直徑在8微米左右的小玻璃珠。在屋頂上鋪設時(shí),鍍銀的一面朝下,太陽(yáng)光會(huì )就被TPX塑料反射回去,防止熱量向下滲透,但制冷的關(guān)鍵還在于薄膜上添加的小玻璃珠。
調整玻璃微珠的直徑就可以改變它們發(fā)出紅外線(xiàn)的波長(cháng),8微米的玻璃珠把降溫薄膜下面的熱量以波長(cháng)8-14微米的紅外線(xiàn)形式發(fā)射出去,而對這個(gè)波長(cháng)的紅外線(xiàn),地球的大氣層幾乎是透明的,不會(huì )進(jìn)行反射、吸收和散射。
降溫薄膜就用這種方式,把熱量直接“扔進(jìn)”太空。
奧妙在鍍銀和玻璃微珠,讓熱量出得去,進(jìn)不來(lái)
這種薄膜冷卻效應相當強勁。研究小組估計,在美國一棟普通房子的屋頂鋪設20平方米這種薄膜,就足以在室外溫度達37℃時(shí)把室內溫度保持在20℃。
空調只是把室內熱量交換到室外,不會(huì )減少地球的總熱量,甚至在工作過(guò)程中還會(huì )制造新熱量。尹曉波和他的同事發(fā)明的降溫薄膜,就像倒垃圾一樣把熱量排放到太空,不僅能降溫,還能緩解地球暖化現象,意義非常大。
這個(gè)發(fā)明的發(fā)明者之一
尹曉波和楊容貴的論文是今年3月份在《科學(xué)》雜志上發(fā)表的,立刻得到科學(xué)界的高度評價(jià)。
而尹曉波還是從南京大學(xué)畢業(yè)的哦!
談到創(chuàng )新性,尹曉波教授說(shuō):“現在市場(chǎng)上所謂的降溫涂料、材料或是窗戶(hù)貼膜,都是增加太陽(yáng)光的反光和減少太陽(yáng)光的吸收,降低熱量的吸引,但是像我們這樣能夠使周?chē)鷾囟冉档偷?,還沒(méi)有這樣的材料。”
小編就市民關(guān)心的三個(gè)問(wèn)題,咨詢(xún)了尹曉波教授。
這種材料一般用在什么地方?
這個(gè)材料可以直接使用,但是有一定的使用范圍,用在一年四季都需要降溫的地方。譬如說(shuō)降溫的卡車(chē),或者是城市四周的冷庫,種植保鮮蔬菜等地方。
這個(gè)材料就像一個(gè)單向的閘門(mén),熱量出得去,進(jìn)不來(lái),天熱時(shí)雖然降溫效果顯著(zhù),但是天冷的時(shí)候會(huì )不會(huì )導致更冷?如果要用在大樓外立面,有可能實(shí)現智能控制么?
如果夏天用在大樓外面,有望節省很大一筆開(kāi)空調的費用,但冬天就需要有一個(gè)控制系統,讓它不發(fā)揮作用。
目前,團隊在進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),讓降溫材料什么時(shí)候需要制冷就打開(kāi),不需要制冷可以關(guān)掉,甚至制冷的多少也可以控制。
這需要在降溫薄膜的基礎上增加其它控制設備,雖然這樣做不可能實(shí)現零耗電,但是肯定會(huì )比空調節能。
降溫薄膜這么神奇,什么時(shí)候能普及?
材料成本低,制作工藝不復雜,在大規模生產(chǎn)方面并沒(méi)有很大的障礙。
現在團隊已經(jīng)可以生產(chǎn)接近半米寬的薄膜,并且是連續生產(chǎn),更擴大化的生產(chǎn)應該很快就能實(shí)現。
希望一到兩年之內可以將材料投放到市場(chǎng)。
等到這種降溫“神器”走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù),也許以后再到夏季“集中供暖”時(shí),我們就能躺在涼爽的屋子里,不用再為快速跳動(dòng)的電表?yè)?,城市供電也不?huì )動(dòng)不動(dòng)就拉警報。
幾年后,當材料大量走入農業(yè)領(lǐng)域后,你想,我們很多花卉及蔬菜還為高溫而發(fā)愁嗎?很多農業(yè)企業(yè)每當夏天來(lái)臨為達到植物生長(cháng)問(wèn)題,都要不辭勞苦花費巨資給安裝植物降溫設施或將植物搬到高山上去降溫。未來(lái),你的花還怕高溫嗎?未來(lái),你的菜還擔心夏天無(wú)法種植嗎?
這一發(fā)明及發(fā)現,給社會(huì )將帶來(lái)無(wú)法估量的成就及功績(jì),感謝發(fā)明人,感謝給人類(lèi)帶來(lái)巨大貢獻。
編輯:dengzhuzhu