香港理工大学王传凯教授及其研究团队研发出一种高性能的冷却陶瓷材料。这种材料的灵感来自已知最白的甲虫Cyphochilus甲虫中观察到的生物白度,拥有令人印象深刻的99.6%的太阳反射率。这种尖端材料有效地抑制了莱顿弗罗斯特效应,这是一种在高温下发生的物理现象,特别是在800°C以上的温度下。
除了高太阳反射率外,冷却陶瓷材料还具有高耐候性和机械强度。这些特性使其适用于各种应用,特别是在建筑施工行业。在能源效率重中之重的时代,这种材料可以发挥重要作用。
这种创新材料的另一个值得注意的特点是其分层多孔结构。这种独特的结构允许有效的液体蒸发。这种能力进一步增强了其潜在的应用,并使其成为室内冷却系统的有前途的候选者。
冷却陶瓷材料的发展源于一个不太可能的来源:甲虫。Cyphochilus甲虫以其鲜明的白色而闻名,激发了这种陶瓷材料的生物白度。这证明了受自然启发的科学发现的实用性和多功能性,推动了针对社会和环境挑战的有影响力的解决方案的发展。
冷却陶瓷材料不仅仅是一项科学突破;它代表了多个行业的潜在游戏规则改变者。王传凯教授的团队将碳化铪和碳化锆结合在一起,创造了冷却陶瓷材料。这种混合物可以承受高达 3000 摄氏度的温度,使其在航空航天和能源等行业中非常有用。
更重要的是,冷却陶瓷材料能够在不消耗任何能量的情况下冷却周围的空气,这可能会彻底改变冷却系统。它可以显著降低各种应用中的能耗,标志着能源效率向前迈出了一大步。
这项研究突破与理大自然科学与工程研究中心的愿景不谋而合。该中心旨在为社会和环境挑战创造变革性的解决方案,而这种冷却陶瓷材料就是其中的体现。它不仅提供了实际的好处,而且代表了我们对材料科学及其潜在应用的理解的飞跃。
冷却陶瓷材料的发展无疑是材料科学的一项重大成就。这种材料受到大自然的启发和对节能解决方案的需求,有望在广泛的应用中发挥作用。随着我们继续面对环境挑战并寻求更可持续的生活方式,这些创新提供了希望的灯塔。冷却陶瓷材料是科学和工程如何从自然中汲取灵感以找到应对当代挑战的解决方案的完美例子。