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    【新型透明氣凝膠,被安置在一個壓著玻璃板的浴缸中】

    將空氣困住,是熱絕緣體的一個關鍵。普通衣服透風,但羊毛和鵝絨等材料的表面積更大、可以容納更多空氣,從而實現更好的保暖效果。

    氣凝膠的主要組成部分也是空氣,這使得它們成為極佳的絕緣體,並且已經普遍用於磚塊、小房子、以及冬季夾克中。

    然而要將它們變成窗戶的話,不得不考慮其獨特的材料結構:

    氣凝膠具有十字交叉的固體材料結構,能夠產生數十億個氣孔來吸收空氣、但也散射出大量光線,使它們有時看起來會被稱作‘冷凍煙霧’。

    【拿著原材料(來自於啤酒麥芽汁)的 Qingkun Liu】

    為此,團隊著手開發一種更加透明的氣凝膠。它不僅可以安裝在窗戶上讓光線透過,還能保持住熱量。

    為此研究人員轉向了纖維素材料,這是一種常見的植物糖,可以操縱其分子、以均勻的格子圖案連線起來。但最機智的是,他們採用了收購來的液體廢棄物。

    作為啤酒釀造的副產物,啤酒麥汁通常會被工廠丟棄掉。但在被該團隊回收後,他們添加了專門的細菌,可以在大約兩週的時間內,從啤酒麥芽汁中製造纖維素。

    對於手上的材料,研究團隊可以誘導纖維素自組裝稱奈米纖維,然後用於製造凝膠。最終結果是,它不僅薄膜透明,且高度耐熱。

    【這種透明氣凝膠的原材料,屬於啤酒製造的“副產品”】

    團隊稱,透明氣凝膠的最佳案例,就是貼上在窗戶上的薄膜。它可以大大提升隔熱性,在增加熱效率的同時、成本更加低廉。

    研究合著者 Andrew Hess 稱,替換窗戶的成本很高,我們當前正在設想一種改裝產品。它與消費者在 Home Depot 等商場買到的剝離和貼上薄膜差不多。

    此外,這項技術還有許多其它應用前景,包括智慧衣物、汽車絕緣、以及消防防護。

    【新型透明氣凝膠樣品,可讓窗戶變成更好的絕緣體】

    值得一提的是,這些應用甚至可以闖出地球。幾個月前,該團隊贏得了美國宇航局(NASA)舉辦的 2018 iTech 競賽,作品是將氣凝膠作為超凡脫俗的窗戶絕緣體。

    這份研究的通訊作者 Ivan Smalyukh 表示,透明度是一項實用的功能,因為你可以在窗戶上使用這種凝膠,甚至在外星生境中使用它。

    你可以透過隔熱材料採集和儲存Sunny的能量,保護自己免受火星或月球上巨大的溫差振盪。

    【From beer to windows】

    有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《奈米 能源》(Nano Energy)期刊上。原標題為:

    《Flexible transparent aerogels as window retrofitting films and optical elements with tunable birefringence》

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