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能为建筑遮阳降温的电池了解下?科学家:可按需切换透明度

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财联社上海7月28日讯(编辑 黄君芝)众所周知,一座建筑大部分的能源都是用在取暖和制冷上,而加拿大多伦多大学的研究人员近期设计了一种动态遮阳系统。该系统的灵感来自磷虾的表皮,它使用了能根据自身需要阻挡光线的色素细胞。

磷虾是一种微小的海洋生物,通常是透明的,但它们可以移动皮肤下细胞中的色素,让自身颜色变深,以保护自己免受明亮阳光下的紫外线伤害。多伦多大学的研究团队认为,这种“超能力”或许可以用在窗户和建筑外墙上。

据悉,该系统的原型是由可以在透明和不透明之间按需切换的光流体电池组成的,使用的能量会相对较少。在电池内部,两层塑料之间有一层1毫米厚的矿物油。为了使其表面变成深色,可以通过一个连接的管子将少量含有颜料或染料的水注入电池中。

研究人员解释称,注入的颜料越多,绽放的图案就越大,而流速可以决定它的形状。低流速产生圆形图案,而高流速产生树状结构。颜料随后可以被抽回,使电池恢复到透明状态。这项研究成果已于近期发表在了《自然通讯》杂志上。

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该研究论文的主要作者Ben Hatton说,“我们对绿色、可持续化学物质的‘封闭流体’如何被用来改变材料特性感兴趣。它的用途非常广泛:我们不仅可以控制每个电池中图案的大小和形状,我们还可以调整水中染料的化学或光学特性。它可以表现出我们想要的任何颜色或透明度。”

该团队设想在窗户或建筑外墙中使用这些光流体电池,将它们作为一个低能耗的温度调节系统。在炎热的夏天,这些电池可以切换成不透明的,以阻挡阳光,然后在太阳下山时切换回透明。

研究人员模拟了这种系统在建筑规模下的工作效果,并将它与其他系统(电动百叶窗或电动变色窗)就节能效果进行了比较,后者主要使用电压变化来改变玻璃涂层的透明度。

经测试发现,与其他两种方案相比,多伦多大学的动态遮阳系统节省的能耗(用于加热、冷却和照明)高达30%。研究人员说,“我们可以通过简单、可伸缩和廉价的流体流动实现这一切。”

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