加熱和冷卻需要耗費(fèi)大量的能源，因而科學(xué)家們一直在努力尋找可被動(dòng)幫助建筑物或電子設(shè)備散熱的新方法。好消息是，來(lái)自德州大學(xué)奧斯汀分校、上海交大、以及 KTH 皇家理工學(xué)院的一支研究團(tuán)隊(duì)，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一套基于光掩膜的新方案。有趣的是，其結(jié)構(gòu)受到了泰國(guó)和印尼地區(qū)常見(jiàn)的長(zhǎng)角甲蟲(chóng)(Neocerambyx Gigas)的啟發(fā)。

這種在火山周圍很是活躍，即便夏季氣溫通?？娠j升至 40℃(104℉)以上，地面溫度更是可以達(dá)到 70°C(158°F)。

研究人員對(duì)這些甲蟲(chóng)的耐熱能力產(chǎn)生了濃厚的興趣，于是對(duì)其殼狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入研究，然后仿制了新型被動(dòng)式冷卻膜。

據(jù)悉，長(zhǎng)角甲蟲(chóng)的翅膀上有微小的三角形結(jié)構(gòu)，不僅能夠反射太陽(yáng)光，還可以幫助其散發(fā)體內(nèi)的熱量。

仿制工作從一種被稱作聚二甲基硅氧烷(PDMS)的聚合物開(kāi)始，然后將陶瓷顆粒摻入其中，并用類似于甲蟲(chóng)翅膀的三角形圖案對(duì)膠片進(jìn)行微壓印。

測(cè)試表明新掩膜具有相當(dāng)優(yōu)異的被動(dòng)式散熱性能，仿生材料底下的物品溫度，可較太陽(yáng)直射的情況下低 5.1℃(9.2°F)。

研究人員稱，新薄膜可用于窗戶、光伏面板、汽車、織物、可穿戴設(shè)備、以及其它電子設(shè)備的表面涂層，以達(dá)成節(jié)能和保持涼爽的效果。

Exotic Self-Cooling Beetle Inspires Film to Cool Electronics(via)

研究作者 Yuebing Zheng 表示，新材料可在幾乎任何需要散熱的領(lǐng)域發(fā)揮作用，比如冰箱、空調(diào)和其它本身就需要消耗大量能源來(lái)制冷的設(shè)備。

由于制作掩膜的材料和工藝已經(jīng)相當(dāng)普及，這項(xiàng)研究的商業(yè)化大批量生產(chǎn)的前景亦相當(dāng)明朗。目前研究團(tuán)隊(duì)正在繼續(xù)努力優(yōu)化相關(guān)流程，以期收獲更大的精細(xì)。

有關(guān)這項(xiàng)研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》(PNAS)上。

原標(biāo)題為《Biologically inspired flexible photonic films for efficient passive radiative cooling》。