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產業動態 可以改變溫室效應的神奇薄膜?
k5傳媒 本新聞稿發佈於2017/12/06,由發布之企業承擔內容之立場與責任,與本站無關

雖然太陽黑子活動漸漸變弱,而讓地球即將進入「無黑子」的低溫狀態,卻也因地球處於溫室效應中,讓炎熱的夏天氣候,依然讓人難以忍受。當溫度又破歷史新高時,接著傳來的通常是,身體無法負荷被熱死的訊息。

 
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雖然太陽黑子活動漸漸變弱,而讓地球即將進入「無黑子」的低溫狀態,卻也因地球處於溫室效應中,讓炎熱的夏天氣候,依然讓人難以忍受。當溫度又破歷史新高時,接著傳來的通常是,身體無法負荷被熱死的訊息。環境的變遷不免讓人擔心,有些地區的人民甚至用不起電或沒電可用。以美國為例,6%的電力都用在空調上,而水冷式空調則對地下水資源嚴重破壞。不環保的空調,加重溫室效應的產生,不僅耗電耗水外,還容易引發人體空調病。當這個世界的經濟、人文、環境、天氣等正以祂的意識在進行著物競天擇的同時,我們又該用什麼樣的態度去尊重這一切,為未來創造後代子孫可以生活的環境條件。

2017年2月美國科羅拉多大學波德分校華裔科學家楊榮貴(Ronggui Yang)和尹曉波(Xiaobo Yin) 研究團隊發表於國際期刊「科學」(Science)的報告,他們找到了替代空調的理想材料,那是一種「神奇薄膜」,只需將要降溫的物品用薄膜包裹,就可達到降溫效果。其最大的特點就是無需製冷劑、不耗任何電力和水力,就可以使建築和物體顯著變涼,而且冷卻效果強勁成本低廉。

這種散熱塑膠薄膜,為可重複使用的綠色環保材料,每平方公尺最多只需台幣15元,本身可回收再利用的循環創造綠效能,夏天使用;冬天去除,除了改變生活造福人類外,也創造了更多就業機會與新商機。

就是這個「光」,讓紅外線成功熱散到宇宙中所有的物體都會藉由光子吸收能量來「激發」分子或電子,並以不一樣的波長輻射發射出去。地球的溫室氣體就是吸收太陽光所釋放的紅外線光能量才變熱,唯獨8~14微米這個頻段波長的「中紅外線」(所謂「大氣窗」)是沒辦法吸收的,地球大氣層對於這個波長的紅外線幾乎視為透明,不會進行反射、吸收和散射。藉由這個特定頻段,將紅外線光輻射回宇宙中降溫,熱氣不被鎖在大氣中,這是這神奇薄膜最初概念。

神奇薄膜的誕生
2014年,史丹佛大學電機工程教授范善輝(Shanhui Fan)的團隊,就是利用這個「輻射冷卻」的概念,設計出可以不吸收可見光,卻又能輻射出中、長紅外線的材料,那是以半導體製程的鍍膜技術,創造出一種含有二氧化矽(玻璃)和二氧化鉿(Hafnium dioxide)交疊的奈米光子材料薄膜。當時此薄膜可以反射幾乎所有的光,而且能同時輻射出很多「中紅外線」,使接觸物表面冷卻達5℃。不過此發明需在無塵室製作,面臨成本超高及無法量產的問題。

科羅拉多大學材料科學家尹曉波,發現這個論文特性,於是計算出冷卻關鍵為玻璃微珠的直徑,當直徑8微米(比紅血球稍大)的玻璃珠,與一種透明塑料原料TPX(聚甲基戊烯)混合後,製成300毫米寬的薄膜,並且在底面鍍銀,有如鏡子般可反射所有可見光,即使在大太陽下曬,熱量也不會滲透,同時,薄膜裡的玻璃珠能讓中紅外線輻射量大增,把吸收接觸物體的熱量輻射出去,這些熱能完全不會被空氣吸收,能一直傳到外太空而消散,達到降溫的效果。而排回到外太空的熱能,一點也不會影響即破壞原有環境。

這種薄膜冷卻效應相當強勁,以美國一棟普通房子的屋頂鋪設20平方米這種薄膜,在室外溫度達37℃時可把室內溫度保持在20℃。

尹曉波教授提到:對於這個熱量出得去就進不來的單向閘門,在冬天就需要有一個控制系統,讓它不發揮作用。目前,他們的研究團隊在進行二次開發,讓降溫材料可以像空調一樣,什麼時候需要製冷就打開,不需製冷就關掉,甚至製冷的多少也可控制。這需要在降溫薄膜的基礎上增加其它控制設備,如冬天時反過來,使熱量進得來出不去。雖然較不可能實現零耗電,但是肯定會比空調節能。

目前已可連續生產接近半米寬的薄膜,更擴大化的生產希望一到兩年之內將可投放到市場。研究首席作者羅曼表示,一個溫暖的世界需要無需動力的冷卻技術。「對所有發展中國家而言,光子輻射冷卻不僅能迎合城市地區不斷暴漲的空調需要,還能在某些農村地區實現離網冷卻。」

儘管它仍是非常年輕的科技,但相信未來,這種技術可幫助減少對電量的需求。降低電力的負載。

延伸閱讀:www.k5news68.com

- 新聞稿有效日期,至2017/12/31為止


聯絡人 :卓晴晴
聯絡電話:033316786
電子郵件:mos676767@yahoo.com.tw

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