世界首創(chuàng)“相變油墨”可實(shí)現(xiàn)被動(dòng)式控溫，具有減少能耗和溫室氣體排放潛力

新油墨使用納米技術(shù)來(lái)控制日常環(huán)境中的溫度。圖片來(lái)源：澳大利亞墨爾本大學(xué)穆罕默德·塔哈博士

科技日?qǐng)?bào)記者 張佳欣

澳大利亞墨爾本大學(xué)研究人員開發(fā)出世界上第一種可改變房屋、汽車供暖和制冷方式的“相變油墨”，它能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的“被動(dòng)氣候”控制，具有幫助減少能源消耗和全球溫室氣體排放的巨大潛力。研究發(fā)表在最新一期英國(guó)皇家化學(xué)學(xué)會(huì)的《材料化學(xué)雜志A》上。

研究領(lǐng)導(dǎo)者穆罕默德·塔哈博士表示，這些油墨可用于開發(fā)涂層，實(shí)現(xiàn)被動(dòng)加熱和冷卻。

被動(dòng)式的氣候控制方式可創(chuàng)造舒適的生活條件，并可減少不必要的能源消耗。例如，為了在冬天供暖，在建筑立面上的油墨可以自動(dòng)轉(zhuǎn)換，以便在白天通過更多的太陽(yáng)輻射，并在晚上提供更好的隔熱來(lái)保暖。在夏天，它們可以形成屏障，阻擋來(lái)自太陽(yáng)和周圍環(huán)境的熱輻射。

利用納米技術(shù)控制日常環(huán)境溫度的多功能“相變油墨”是一種概念驗(yàn)證，可以層壓、噴涂或添加到油漆和建筑材料中。它還可以融入服裝，在極端環(huán)境中調(diào)節(jié)體溫，或者用于制造大型、靈活和可穿戴的電子設(shè)備，如可彎曲電路、攝像頭和探測(cè)器，以及氣體和溫度傳感器。

塔哈表示，新研究意味著現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)和建筑材料可以進(jìn)行翻新，這種油墨很可能會(huì)在5到10年內(nèi)投放市場(chǎng)，通過與業(yè)界的合作，還可以擴(kuò)大規(guī)模，并將其整合到現(xiàn)有新技術(shù)中，作為應(yīng)對(duì)世界氣候變化挑戰(zhàn)的一種解決方案。

這一突破是通過發(fā)現(xiàn)如何修飾“相變材料”的主要成分之一的二氧化釩而實(shí)現(xiàn)的。相變材料使用熱或電觸發(fā)器創(chuàng)造足夠能量，使材料在壓力下自我轉(zhuǎn)化。以前，相變材料需要加熱到非常高的溫度才能激活它們的相變特性。

塔哈博士團(tuán)隊(duì)測(cè)試了他們?nèi)绾斡|發(fā)絕緣體—金屬相變的反應(yīng)，在這種反應(yīng)中，新材料起到了開關(guān)的作用，阻止超過特定溫度的熱量。

研究人員表示，新材料可以根據(jù)需要調(diào)整其吸熱性能，這意味著可以設(shè)計(jì)出更智能的磚和油漆。