新型彩色涂料助建筑物冬暖夏涼等4篇

編輯＼鄒文靜

新型彩色涂料助建筑物冬暖夏涼

美國斯坦福大學科學家發(fā)明了一種新型涂料，可使房屋和其他建筑在夏天保持涼爽，冬天保持溫暖，從而顯著減少能源使用，降低溫室氣體排放。

研究作者指出，目前的低輻射率涂料通常呈金屬銀或者灰色，由于不夠美觀而限制了其使用。新發(fā)明的涂料擁有分開使用的兩層：鋁片的紅外反射底層，以及用各種顏色的無機納米顆粒制成的超薄紅外透明上層。

測試顯示，在人工寒冷環(huán)境實驗中，新涂料將用于加熱的能量減少了約36%；在人工暖環(huán)境中，將冷卻所需能量減少了近21%。該涂料兩層都防水，可應用于潮濕環(huán)境。用濕布或水沖洗即可清潔涂料表面。此外，在高溫（80℃）、低溫（-196℃）以及高酸性等環(huán)境中連續(xù)暴露一周后，涂料的性能和美觀性也絲毫無損。

為了隔熱，新涂料可涂于外墻和屋頂。大部分紅外光會穿過其顏色層，被下層反射，然后以光的形式返回，而不會被建筑材料作為熱量吸收。為了將熱量保持在室內(nèi)，涂料也可涂于內(nèi)墻，下層會再次反射紅外光，在空間中傳遞能量。

這種涂料還可應用于建筑以外的地方，例如可涂覆用于冷藏運輸?shù)目ㄜ嚭突疖囓噹?，大幅減少冷藏成本在運輸預算中的占比。

（來源：《科技日報》）

新技術(shù)顯著縮短食品細菌檢測時間

日本大阪市立大學的研究人員最近開發(fā)出一種新技術(shù)，可使用水溶性四唑鹽，通過電化學快速準確地確定食品中的活細菌數(shù)量。

快速檢測技術(shù)一直是食品安全研究領域追求的目標之一。確保食品不受污染的一項最重要的評估指標就是活細菌的數(shù)量。然而，傳統(tǒng)測量方法需要長達2天時間才能得出結(jié)果，而且這些結(jié)果只有在食品從工廠發(fā)貨后才能獲得，這可能會導致致命的后果，如果未檢測出活細菌，則食品安全問題堪憂。因此，必須有一種檢測方法來加快發(fā)貨前識別細菌污染的過程。

現(xiàn)在，研究人員已經(jīng)成功地將檢查時間從2 天大幅減少到大約1 小時。使用這種方法，他們可以快速測量活細菌的數(shù)量，能在食品出廠前確認它們的安全性，并防止食物中毒。這種方法不需要復雜的操作或昂貴的設備。下一步，研究人員將繼續(xù)優(yōu)化測量條件，并期待將這項技術(shù)與便攜式傳感器相結(jié)合以擴大應用。

（來源：《科技日報》）

植入光纖傳感器為電池做“體檢”

手機、筆記本電腦、電動自行車、電動汽車中都有一個關(guān)鍵部件——鋰離子電池。然而，鋰離子電池常常會發(fā)生爆炸，也就是熱失控，這是威脅電池安全的“癌癥”，是制約電動汽車與新型儲能規(guī)?；l(fā)展的瓶頸。

如何科學、及時、準確地預判電池安全隱患，是當前電池安全領域的國際性科學難題。為攻克這一難題，中國科學技術(shù)大學教授孫金華、研究員王青松團隊與暨南大學教授郭團團隊研制出一款可植入電池內(nèi)部的高精度光纖傳感器。這款高精度光纖傳感器可以在1000 攝氏度的高溫、高壓環(huán)境下正常工作，同步測量出電池熱失控全過程內(nèi)部溫度和壓力，為快速切斷電池熱失控鏈式反應提供預警手段。

將光纖植入電池，并非王青松等人首創(chuàng)。因光纖傳感器具備體積小、重量輕、耐受高溫高壓、耐受電解液腐蝕等優(yōu)勢，前人曾將其植入電池。但他們主要測量的是電池循環(huán)過程中的內(nèi)部參數(shù)，從未涉足電池熱失控監(jiān)測領域。于是，王青松等人想將光纖植入電池內(nèi)部，以監(jiān)測電池熱失控過程，并探索電池內(nèi)部參數(shù)能否為電池熱失控預警提供新思路。

研究思路有了，做起來卻非常難，因為現(xiàn)有的大多數(shù)光纖傳感器無法在熱失控過程中“幸存”。電池熱失控過程中，內(nèi)部壓力高達2MPa、溫度高達500至800 攝氏度，在這種高溫高壓的沖擊下，光纖信號會中斷，無法測得電池內(nèi)部溫度和壓力數(shù)據(jù)。研究的關(guān)鍵是開發(fā)一款“健壯”的光纖傳感器。他們多次改進光纖結(jié)構(gòu)，開展熱失控實驗，反復修改和驗證，最終通過對光纖進行套管保護，在保證內(nèi)部信號傳輸?shù)耐瑫r解決了光纖容易斷的難題。這款高精度光纖傳感器總長度12 毫米、直徑125 微米，能夠植入商業(yè)18650 電池，實時監(jiān)測電池熱失控期間的內(nèi)部溫度和壓力影響。

值得一提的是，該研究通過解析壓力和溫度變化速率，首次發(fā)現(xiàn)溫度和壓力變化速率的轉(zhuǎn)變點可作為電池熱失控早期預警區(qū)間。該發(fā)現(xiàn)適用于不同電量的電池，能夠在電池內(nèi)部發(fā)生“不可逆反應”之前發(fā)出預警信號，保證了電池后續(xù)的安全使用。

（來源：《中國科學報》）

擠壓絲瓜絡可為LED 供電

美國發(fā)表了一項研究成果——擠壓絲瓜絡可以產(chǎn)生足夠的電力為LED 供電。研究人員表示，絲瓜果實晾干后得到的海綿具有多孔的外殼，通過擠壓可為小型設備提供綠色廉價的電源。

許多電絕緣材料在變形時可以產(chǎn)生電荷，這種現(xiàn)象叫作壓電，但該電荷通常很小。北京大學教授王建祥和同事研究了廚房或淋浴間中經(jīng)常使用的絲瓜絡材料能否達到更好的效果。他們對干燥的絲瓜絡進行了化學處理，去除了構(gòu)成海綿結(jié)構(gòu)的木質(zhì)素和半纖維素，只留下纖維素晶體形式。當一塊6 毫米厚的絲瓜海綿被手壓扁時，會產(chǎn)生8 納安的電流。當把它放入一個帶有電容器的電路中，這個電容器能儲存擠壓海綿產(chǎn)生的許多能量，短暫地為6 個發(fā)光二極管（LED）燈供電。

王建祥說，絲瓜海綿可能為一系列設備提供一種環(huán)保且經(jīng)濟的小型電源，這種天然材料最終還能啟發(fā)業(yè)界研發(fā)更容易生產(chǎn)的人工替代品?！耙虢o手機充電，我們需要一塊更大的絲瓜絡，這在目前來看不太實用。”王建祥說，“但如果有人能通過模仿絲瓜絡的微觀結(jié)構(gòu)、化學性質(zhì)和物理性質(zhì)來制造人造絲瓜絡，也許可以產(chǎn)生更多電量，并可能激發(fā)出其他設計思路?！?/p>

（來源：《中國科學報》）