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科技動(dòng)態(tài)
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美國(guó)研發(fā)新衣服材料 寒冷時(shí)自動(dòng)釋放熱能

   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
     
 
 
        當(dāng)你感到寒冷時(shí),假如你身上的衣物能夠自動(dòng)釋放熱能替你保暖,是不是令人感到相當(dāng)「暖心」呢?
這項(xiàng)技術(shù)或許在不久后的將來(lái)就能成真。
美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)的科學(xué)家們,研發(fā)出一種透明的聚合物薄膜,可應(yīng)用于各種不同的表面,包括衣服或玻璃窗戶(hù)等,它能夠吸收太陽(yáng)光,并在需要的時(shí)候,轉(zhuǎn)換為熱能釋放出來(lái)。
雖然太陽(yáng)能為取之不盡的能源,但只有在白天的時(shí)候,我們才能利用其能量作為用途所需,因此,不少科學(xué)家致力研究要如何最有效率的儲(chǔ)存太陽(yáng)能,以在陰天或夜晚時(shí)使用,目前大多數(shù)的技術(shù),都著重于如何儲(chǔ)存與利用轉(zhuǎn)換為電力的太陽(yáng)能。
而麻省理工學(xué)院的科學(xué)家,研究出一種高效率的太陽(yáng)能儲(chǔ)存方法,有別于現(xiàn)存的技術(shù),研究團(tuán)隊(duì)透過(guò)化學(xué)反應(yīng)的形式儲(chǔ)存太陽(yáng)能,并在需要的時(shí)候以熱能釋放出來(lái),這項(xiàng)研究被發(fā)布在期刊《AdvancedEnergyMaterials》上。
團(tuán)隊(duì)表示,要長(zhǎng)時(shí)間且穩(wěn)定儲(chǔ)存太陽(yáng)能熱能的關(guān)鍵點(diǎn)在于,要以化學(xué)反應(yīng)的形式儲(chǔ)存、而非直接以熱能的形式儲(chǔ)存能量,因無(wú)論隔熱材料與效果再好,隨著時(shí)間的流逝,熱能總會(huì)逐漸消散,但若以化學(xué)系統(tǒng)的模式,則可無(wú)限期將能量以分子結(jié)構(gòu)形式儲(chǔ)存,直到透過(guò)一點(diǎn)點(diǎn)熱能、光能或電的觸發(fā),將其能量以熱能形式釋放。
要作為這項(xiàng)材料的分子,必須能以2種不同的結(jié)構(gòu)形式穩(wěn)定存在。接觸到太陽(yáng)光時(shí),光能會(huì)使種分子變?yōu)椤赋潆姞顟B(tài)」的結(jié)構(gòu),且可以以這種結(jié)構(gòu)形式長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定存在,接著,若以特定溫度或其他形式的刺激該分子,分子便會(huì)馬上退回其原始的結(jié)構(gòu)狀態(tài),并在這過(guò)程中釋放出熱能。
團(tuán)隊(duì)使用的化學(xué)形式儲(chǔ)存能源的材料為「太陽(yáng)熱能燃料(solarthermalfuels,STF)」,這種材料先前就曾被該團(tuán)隊(duì)研發(fā)出來(lái),但當(dāng)時(shí)是以液態(tài)形式被使用,而非制造出可長(zhǎng)久存在的固態(tài)薄膜,而現(xiàn)在,團(tuán)隊(duì)利用新技術(shù),讓STF以便宜又廣泛運(yùn)用的技術(shù)、聚合物薄膜材料的形式存在。
為了讓該材料能大量?jī)?chǔ)存熱能,且不難制造,團(tuán)隊(duì)使用偶氮苯(azobenzenes)作為聚合物薄膜,并修改偶氮苯的化學(xué)特性以增強(qiáng)其能源密度,使偶氮苯能形成平整、均勻的高可穿透薄膜。
團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,將偶氮苯薄膜置于汽車(chē)擋風(fēng)玻璃表面,雖然仍有少部分冰殘留,但可有效除去擋風(fēng)玻璃上大部份的冰。團(tuán)隊(duì)表示,德國(guó)豪華車(chē)制造商BMW為該研究的贊助者之一,顯示BMW十分看好這項(xiàng)技術(shù)的潛在應(yīng)用前景。
研究團(tuán)隊(duì)將持續(xù)改良該材料的特性,要提高目前為淡黃色的偶氮苯薄膜的透明度。此外,目前偶氮苯薄膜可釋放出高于周?chē)鷾囟燃s攝氏10度的熱能,雖然作為融冰應(yīng)用已綽綽有余,但團(tuán)隊(duì)的目標(biāo),是要讓其提升至可釋放出高于周?chē)s攝氏20度的熱能。
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