建筑物的红外图像
伊万·斯马柳克
由木头制成的透明气凝胶可以替代双层玻璃窗中的空气,使它们像墙壁一样绝缘。
空气夹在玻璃板之间的窗户可以通过增加玻璃面板的数量(这会影响视觉质量)或扩大空气层的宽度来制成更好的绝缘体——但任何超过 1.5 厘米左右的东西都会对绝缘效果,因为对流更容易流通。
为了解决这个问题,科罗拉多大学博尔德分校的 Ivan Smalyukh 和他的同事使用纤维素纳米纤维制造了一种气凝胶,这是一种含有气囊的固体凝胶,在双层玻璃中的性能优于空气。
“我们拥有非常不寻常的特性组合,它是一种透明度非常高的气凝胶,同时还具有非常高的隔热性,”Smalyukh 说。 “你可以把它想象成一个枕头,可以在你需要的地方保持热量,同时你可以透过它看到,所以你可以在窗户上使用它。”
为了制造气凝胶,他们首先将木材中的纤维素纳米纤维悬浮在水中,然后用乙醇代替水。 接下来,他们通过提高温度和压力来干燥气凝胶,用空气代替材料中的乙醇填充袋,然后在表面添加硅化合物以使其防水,防止在窗户上使用时凝结。
嵌入气凝胶中的微小空气袋意味着它可以用来填充更广阔的空间,而不会像单独使用空气那样产生对流效应。 填充约 2.5 厘米宽的气凝胶可以使窗户像墙壁一样绝缘。
“这是一个非常好的发展,可以很容易地用作对现有窗户的改造,”英国布里斯托尔大学的史蒂夫艾希霍恩说。 “热传递的减少,加上保持透明度和低雾度的额外好处,使这种材料真正非凡,而且都是可持续材料,纤维素。”
Eichhorn 说,扩大规模将面临挑战,但已经有了大规模生产纤维素纳米纤维的工艺,这使得它变得可行。
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