來自烏賊的變色皮膚靈感研發(fā)出的”絕緣材料

2022/4/1 11:46:00 來源: 評(píng)論(0)0

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由美加州大學(xué)歐文分校的Alon Gorodetsky領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)工程師團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種新的紅外反射金屬化聚合物薄膜。據(jù)悉，這一靈感來自烏賊的變色皮膚。這種復(fù)合材料的可調(diào)節(jié)絕緣性能可以使它在從咖啡杯到運(yùn)輸容器的所有物品中發(fā)揮作用，此外它還可以回收利用并可以進(jìn)行經(jīng)濟(jì)型大規(guī)模生產(chǎn)。

烏賊是一個(gè)奇怪的海洋居民，很容易讓人誤以為它是一種來自外太空的生物。除了靈巧的觸手、噴氣式推進(jìn)器、高智商（對(duì)軟體動(dòng)物來說）和令人不安的人類眼睛之外，烏賊跟其他頭足類動(dòng)物一樣具有瞬間變色的能力。

為了躲避捕食者或獵物或作為一種交流方式，烏賊會(huì)改變其顏色模式。它這樣做的速度非常快，幾乎就像它有一個(gè)內(nèi)置的數(shù)字顯示器一樣。事實(shí)上，它是通過所謂的“發(fā)色團(tuán)”來實(shí)現(xiàn)這一壯舉的。這些是動(dòng)物皮膚中含有色素顆粒的特殊囊體。通過使用肌肉扭曲這些囊，烏賊可以改變其半透明性、反射性或不透明性。

以此為模型，加州大學(xué)歐文分校的研究小組想出了一種復(fù)合材料，它不是將色素轉(zhuǎn)移而是調(diào)節(jié)熱量。這種材料由聚合物和金屬制成，它可以重新配置其結(jié)構(gòu)從而使其對(duì)熱量的反射更多或更少，具體則取決于對(duì)其施加的壓力大小。

Gorodetsky說道：“我們的復(fù)合材料中的金屬島在材料放松時(shí)彼此相鄰，在材料被拉伸時(shí)變得分離并允許控制紅外光的反射和傳輸或散熱。這種機(jī)制類似于烏賊皮膚中的色團(tuán)擴(kuò)張和收縮，它改變了可見光的反射和傳輸?！?/div>

然而聰明的不僅僅是這種材料，還有該團(tuán)隊(duì)從商業(yè)和環(huán)境的角度使其實(shí)用的努力。研究人員表示，通過在鋁的基底上涂抹銅并噴涂多層聚合物，這種新材料可以以任何卷狀批量大小生產(chǎn)，其規(guī)模經(jīng)濟(jì)使成本降低到約0.1美元/平方米。

另外，研究小組還表示，這種薄膜可以用于從咖啡杯到手提袋到運(yùn)輸容器的所有東西，它的優(yōu)點(diǎn)是絕緣性能可以調(diào)節(jié)，因此人們可以讓自己的可可快速降到可飲用的溫度。此外，通過去除金屬和重新利用剩余的聚合物，這些材料可以用傳統(tǒng)的商業(yè)方法進(jìn)行回收。

截止到目前，這種材料已經(jīng)以咖啡杯的形式進(jìn)行了測(cè)試，其在標(biāo)準(zhǔn)化的測(cè)試條件下實(shí)現(xiàn)了20倍的紅外輻射傳輸調(diào)制和30倍的熱流強(qiáng)度調(diào)節(jié)。此外，該材料在受壓時(shí)能很好地承受反復(fù)的機(jī)械循環(huán)。

Gorodetsky表示：“這種材料有大量的應(yīng)用。想想在大流行期間被送到人們家里的所有易腐物品。亞馬遜或其他公司發(fā)送的任何需要溫度控制的包裹都可以使用由我們的受烏賊啟發(fā)的自適應(yīng)復(fù)合材料制成的襯里?，F(xiàn)在我們可以一次制作大張的材料，我們有了可以使我們生活的許多方面受益的東西。”

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