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行业动态 可以改变温室效应的神奇薄膜?
k5传媒 本新闻稿发布于2017/12/06,由发布之企业承担内容之立场与责任,与本站无关

虽然太阳黑子活动渐渐变弱,而让地球即将进入「无黑子」的低温状态,却也因地球处于温室效应中,让炎热的夏天气候,依然让人难以忍受。当温度又破历史新高时,接著传来的通常是,身体无法负荷被热死的讯息。

 
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虽然太阳黑子活动渐渐变弱,而让地球即将进入「无黑子」的低温状态,却也因地球处于温室效应中,让炎热的夏天气候,依然让人难以忍受。当温度又破历史新高时,接著传来的通常是,身体无法负荷被热死的讯息。环境的变迁不免让人担心,有些地区的人民甚至用不起电或没电可用。以美国为例,6%的电力都用在空调上,而水冷式空调则对地下水资源严重破坏。不环保的空调,加重温室效应的产生,不仅耗电耗水外,还容易引发人体空调病。当这个世界的经济、人文、环境、天气等正以祂的意识在进行著物竞天择的同时,我们又该用什么样的态度去尊重这一切,为未来创造后代子孙可以生活的环境条件。

2017年2月美国科罗拉多大学波德分校华裔科学家杨荣贵(Ronggui Yang)和尹晓波(Xiaobo Yin) 研究团队发表于国际期刊「科学」(Science)的报告,他们找到了替代空调的理想材料,那是一种「神奇薄膜」,只需将要降温的物品用薄膜包裹,就可达到降温效果。其最大的特点就是无需制冷剂、不耗任何电力和水力,就可以使建筑和物体显著变凉,而且冷却效果强劲成本低廉。

这种散热塑胶薄膜,为可重复使用的绿色环保材料,每平方公尺最多只需台币15元,本身可回收再利用的循环创造绿效能,夏天使用;冬天去除,除了改变生活造福人类外,也创造了更多就业机会与新商机。

就是这个「光」,让红外线成功热散到宇宙中所有的物体都会藉由光子吸收能量来「激发」分子或电子,并以不一样的波长辐射发射出去。地球的温室气体就是吸收太阳光所释放的红外线光能量才变热,唯独8~14微米这个频段波长的「中红外线」(所谓「大气窗」)是没办法吸收的,地球大气层对于这个波长的红外线几乎视为透明,不会进行反射、吸收和散射。藉由这个特定频段,将红外线光辐射回宇宙中降温,热气不被锁在大气中,这是这神奇薄膜最初概念。

神奇薄膜的诞生
2014年,史丹佛大学电机工程教授范善辉(Shanhui Fan)的团队,就是利用这个「辐射冷却」的概念,设计出可以不吸收可见光,却又能辐射出中、长红外线的材料,那是以半导体制程的镀膜技术,创造出一种含有二氧化矽(玻璃)和二氧化铪(Hafnium dioxide)交叠的奈米光子材料薄膜。当时此薄膜可以反射几乎所有的光,而且能同时辐射出很多「中红外线」,使接触物表面冷却达5℃。不过此发明需在无尘室制作,面临成本超高及无法量产的问题。

科罗拉多大学材料科学家尹晓波,发现这个论文特性,于是计算出冷却关键为玻璃微珠的直径,当直径8微米(比红血球稍大)的玻璃珠,与一种透明塑料原料TPX(聚甲基戊烯)混合后,制成300毫米宽的薄膜,并且在底面镀银,有如镜子般可反射所有可见光,即使在大太阳下晒,热量也不会渗透,同时,薄膜里的玻璃珠能让中红外线辐射量大增,把吸收接触物体的热量辐射出去,这些热能完全不会被空气吸收,能一直传到外太空而消散,达到降温的效果。而排回到外太空的热能,一点也不会影响即破坏原有环境。

这种薄膜冷却效应相当强劲,以美国一栋普通房子的屋顶铺设20平方米这种薄膜,在室外温度达37℃时可把室内温度保持在20℃。

尹晓波教授提到:对于这个热量出得去就进不来的单向闸门,在冬天就需要有一个控制系统,让它不发挥作用。目前,他们的研究团队在进行二次开发,让降温材料可以像空调一样,什么时候需要制冷就打开,不需制冷就关掉,甚至制冷的多少也可控制。这需要在降温薄膜的基础上增加其它控制设备,如冬天时反过来,使热量进得来出不去。虽然较不可能实现零耗电,但是肯定会比空调节能。

目前已可连续生产接近半米宽的薄膜,更扩大化的生产希望一到两年之内将可投放到市场。研究首席作者罗曼表示,一个温暖的世界需要无需动力的冷却技术。「对所有发展中国家而言,光子辐射冷却不仅能迎合城市地区不断暴涨的空调需要,还能在某些农村地区实现离网冷却。」

尽管它仍是非常年轻的科技,但相信未来,这种技术可帮助减少对电量的需求。降低电力的负载。

延伸阅读:www.k5news68.com

- 新闻稿有效日期,至2017/12/31为止


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