可适应塑料薄膜有望用于可穿戴设备、伪装、建筑和太阳能电池

科学家们发明了一种新型塑料薄膜,它在阳光下仍能保持凉爽,而且非常轻、可弯曲、结实。这种多功能材料有多种颜色,可欧洲杯足球竞彩以集成到可穿戴和建筑产品中,在不需要任何电力的情况下控制建筑和人的温度。

研究人员开发出了五颜六色的塑料聚乙烯薄膜,它能吸收或偏转热量,而且非常轻,强度高,可弯曲。(图片来源:麻省理工学院Felice Frankel)

“欧洲杯足球竞彩用于可穿戴技术和建筑应用的材料需要同时控制多个属性,将视觉吸引力与热舒适结合起来,”美国麻省理工学院的Svetlana Boriskina说,她是创造这种材料的研究小组的负责人。欧洲杯足球竞彩“我们创造了第一种基于塑料的柔性材料,通过传导和辐射结合了各种光学特性和被动热调节,从而实现了这一具有挑战性的平衡。”

光学学会(OSA)杂志光学材料表达欧洲杯足球竞彩,科学家们描述了他们是如何通过操纵通常使用的低成本塑料聚乙烯的特性,然后使用颜料和纳米颗粒加入颜色来制作新薄膜的。欧洲杯猜球平台由此产生的复合薄膜坚固而灵活,并提供一系列热、光学和机械性能的组合。

除了在光照下保持凉爽之外,这种新材料还可以捕捉热量,可以用来制造保暖的衣服,或者开发伪装,通过掩盖人或车辆产欧洲杯足球竞彩生的热量来躲避夜视摄像机。

我们用来欧洲杯足球竞彩制作这些复合薄膜的材料和工艺已经在商业上可用,很可能用于大规模廉价、高通量的薄膜制造。这种薄膜有许多潜在的应用,包括用作薄膜太阳能电池和其他柔性电子设备的衬底和涂层,以及各种可穿戴设备和服装。

Svetlana Boriskina,麻省理工学院研究团队负责人。

拉伸塑料薄膜

通常,材料的颜色和温度控制特性是为不同的应用而单独增强的。欧洲杯足球竞彩为了同时改变这些特性,科学家们开始使用超高分子量聚乙烯薄膜。通过物理上将薄膜扩大到不同程度,科学家们了解到他们可以改变材料的机械、光学和热性能。

拉伸薄膜迫使塑料中的聚合物链在一个方向上相互平行,这与在普通塑料中看到的非常不同。我们证明,这种拉伸赋予了塑料新的有用的性能,包括超高的热导率,增加宽带透明度,减少雾霾,提高熔化温度和高拉伸强度。

Svetlana Boriskina,麻省理工学院研究团队负责人。

为了使薄膜具有颜色和额外的光学特性,科学家们在拉伸材料之前将不同的纳米粒子植入聚合物中。欧洲杯猜球平台利用这一过程,我们有可能通过使用纳米粒子来设计一种在阳光下不会变热的复合材料,纳米粒子可以捕获可见光,但不捕获太阳的红外热。欧洲杯猜球平台另一方面,使用欧洲杯猜球平台能有效分散中红外光的粒子,将会制造出一种能吸收热量的材料。

雾霾因子增强的薄膜可以用作薄膜太阳能电池的透明涂层,以提高光吸收,同时瞬间有助于降低太阳能电池温度和提高效率。

测试样品

科学家们开发了一系列的样品胶片,并用实验室里的太阳模拟器上的人造阳光进行测试。例如,含有黑色硅纳米颗粒的薄膜显示的温度比用黑色染料和颜料着色欧洲杯猜球平台的黑色参考纸低20°C。研究小组使用红外摄像机成像还注意到,在激光束照射下,热量沿样品侧向扩散。这种类型的热量扩散有助于降低被照亮的热点的温度,并鼓励冷却,因为热量传播到材料表面的区域,而不是直接被光照亮。

在进行商业化计划之前,科学家们计划在真实世界中用自然阳光测试他们的新材料。欧洲杯足球竞彩他们还利用这项研究的发现来制造聚乙烯纤维和针织或梭织纺织品,这将有利于可穿戴技术。

这项研究由美国陆军赞助,涉及作战能力发展指挥士兵中心的合作伙伴。

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