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受蝴蝶翅膀啟發的最輕涂料制成

2023-04-06 17:24:28

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美國中佛羅里達大學的研究人員從蝴蝶翅膀中汲取靈感,開發出一種自然、環保的新型節能涂料,它能隔熱,可以是任意顏色,保留時間長達幾個世紀,它也是迄今為止創造的世界上


美國中佛羅里達大學的研究人員從蝴蝶翅膀中汲取靈感,開發出一種自然、環保的新型節能涂料,它能隔熱,可以是任意顏色,保留時間長達幾個世紀,它也是迄今為止創造的世界上最輕的涂料,這種顏料著色劑替代品有助于節能和減緩全球變暖。相關研究發表在最新一期《科學進展》雜志上。


這種涂料不是由顏料制成的,而是利用無色材料和氧化鋁的納米級結構排列來產生顏色的,因此十分環保。通過將它們以不同的方式排列在氧化涂層鋁鏡的頂部,可以控制光的散射、反射或吸收方式。蝴蝶翅膀的豐富色彩也是類似的原理。


研究團隊將其命名為“等離子涂料”。人造顏料的每種顏色都需要新分子,但兩種無色材料的幾何排列會產生所有顏色。


美國中佛羅里達大學納米科學技術中心教授德巴希姆·昌達介紹說,正常的顏色會褪色,因為色素會逐漸失去吸收光子的能力。但結構色涂料不受這種現象的限制,一旦涂上,它應該會保留幾個世紀。

根據科學家們的計算,只需要1.4公斤的等離子涂料就可覆蓋一架波音747的表面。而用傳統商業涂料至少需要454公斤才能得到同樣的效果。這意味著它可顯著減少航空涂料產生的溫室氣體排放。

此外,研究人員說,由于等離子涂料吸收的熱量較少,因此其底層表面比商業涂料覆蓋的表面溫度要低。美國總發電量的10%以上用于空調的使用,這種溫差等離子涂料有望顯著節約能源,也會減少二氧化碳排放。


研究人員還特別表示,等離子涂料很輕。這是因為這種涂料的面積與厚度之比很大,在只有150納米的涂料厚度下就能實現完全著色,使其成為世界上最輕的涂料。不過,這種涂料距離大規模生產還有很長的路要走。


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受蝴蝶翅膀啟發的最輕涂料制成
美國中佛羅里達大學的研究人員從蝴蝶翅膀中汲取靈感,開發出一種自然、環保的新型節能涂料,它能隔熱,可以是任意顏色,保留時間長達幾個世紀,它也是迄今為止創造的世界上
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