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建築的涼感衣! 清大團隊師法銀蟻研發「超冷奈米纖維」

記者 葉郁甫 / 攝影 劉立宸 報導
發佈時間:2023/10/17 22:48
最後更新時間:2023/10/17 22:55

全球暖化,使得氣溫就算到了秋冬之際,也不容易降溫。在這狀況下,人們對冷氣越來越依賴,衝擊能源,也影響環境。不過,近期清華大學的研究團隊,研發出一款陶瓷奈米纖維,覆蓋在建築物上,能迅速降溫超過十度!而靈感,來自於撒哈拉沙漠生存的銀蟻。

圖/TVBS

 
炎熱夏季過去了,還有秋老虎,雖說沒有空調降不了的溫度,但是冷氣開久了,傷荷包也傷環境。

誰說太陽下沒有新鮮事,小木屋模型登場,看不出的差異,交給測溫儀器和清大研究團隊,報你知。

清大醫工所博士生黃靖文:「A點的話是我們材料的溫度,然後B點的話,則是我們裸露屋頂的部分,他們的溫差可以來到十度以上。」

 
建築物不會喊熱,但是陽光才沒照射多久,螢幕顯示的表面溫度馬上變得紅通通,唯獨貼了特殊奈米纖維的區域,始終維持淺藍色,太陽帶來的輻射熱,像是無法在此停留。

清大醫工所博士生黃靖文:「透過調控我們奈米纖維的直徑,然後去增強太陽光區的反射,然後減少太陽光的吸收,達到降溫的效果,一開始可能可以降到3到4度左右,那現在的話,透過我們奈米纖維直徑的調整,可以達到10度以上的降溫。」

清華大學醫工所教授萬德輝:「大家都知道說在夏天的時候,因為溫度很高比較容易跳電,為什麼呢,因為很熱大家都必須要吹冷氣,才能夠唸書的唸書工作的工作,為什麼夏天會很熱呢,因為太陽很大對不對,有沒有一個可能就像衣服,有一種衣服穿了之後比不穿還要涼,那我們的房子可不可以,也有一個這樣的衣服,讓它的溫度可以不要這麼高。」

圖/TVBS

根據統計數據,平均每一棟使用中的建物,有40%的能源花費在冷氣空調,打造建築物的涼感衣,先試著盡可能地反射陽光,清大醫工所教授萬德輝,帶著團隊,從材料特性著手研發。

清大醫工所碩士生藍品卉:「我們利用電子顯微鏡的圖像,我們後處理來分析了直徑的分布,大約是落在400奈米左右,在這個分布底下,我們是可以達到,最佳化的太陽光波段的反射。」

把五年的研究成果,具體產出,針頭來回運轉,將液化的陶瓷原料,以奈米纖維的型態噴出。

記者vs.清大醫工所碩士生陳岱琪:「黏度不同的時候,它要施以的電壓就會不一樣,如果我們濃度越高的時候,它的纖維形成會越粗,濃度越低就會比較細,(但是這會影響到反射效果嗎),會就是如果說,當我們的纖維都是比較粗的,或是當它都是比較細的時候,它沒有一個中型曲線分布的時候,對於太陽光整個波段,它是不會有全波段有效的反射。」
 

過程費時,團隊成員必須不時緊盯狀況,直到纖維成形。

資深記者葉郁甫:「在經過15個小時電紡之後,形成這張薄膜,再經過後處理之後,才會形成超冷奈米纖維的成品,而它的靈感來源,是來自於撒哈拉沙漠的銀蟻。」

圖/TVBS

清華大學醫工所教授萬德輝:「銀蟻的毛髮,它有點像稜鏡一樣三角形的稜鏡,所以它會有那個反射面,為什麼牠叫做銀蟻,因為牠看起來像銀色的,就是代表牠可以把太陽光反射掉,再來就是說牠的毛髮裡面的組成,也會很有效的把紅外光,以熱紅外光的形式放射出去,我們就設計一個材料,其實它的結構跟毛髮已經長得不一樣,可是我們的效能,其實比毛髮還要好很多。」

效能有多好,團隊目前評估,已經能夠反射97%以上的太陽光,如果細分,白色反射的只是可見光,但這款奈米纖維組成,連紫外光近紅外光也都有顯著效果,最初使用構想,從改造台灣建物最常見的鐵皮屋頂開始,成果發表後,動物籠舍冷凍倉儲或是大型資料中心等等,迫切降溫需求的單位已經來徵詢,未來運用範圍,甚至不只侷限於建築。

 
清大醫工所博士生黃靖文:「可能貼附在其他的電子器材上面,都是可以做使用的,那如果貼附我們的材料的話,就可以達到降溫的效果。」

清華大學醫工所教授萬德輝:「我們在為了跳電而煩惱,可是像歐洲地區像東京,在夏天的時候他們遇到的是熱浪,像今年就是過去地球,十萬年以來最高的溫度,就會讓很多人死亡,所以對我們來講,這是另外一個解決,提升全球人民健康的角度。」

從醫療工程,意外玩出綠建築的新可能,當環境對人們出了永續這道考題,讓水泥森林退燒的答案,其實就在自然之中。



 

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