▲美国科罗拉多大学博尔得分校的博士后研究助理刘庆坤在展示新凝胶的样品，这种凝胶可以提高美国各地窗户的能效。
ScienceDaily网站8月13日刊文介绍，美国科罗拉多大学博尔得分校的研究人员开发出一种新型超隔热凝胶，可以显著提高摩天大楼和其他建筑的能源效率，并且有朝一日可能帮助科学家为火星上的殖民者建造类似温室的栖息地。
这种看起来像扁平塑料隐形眼镜的“气凝胶”非常耐热，你可以在手上放一条这种凝胶，再在其上放一堆火，而不会感觉到任何灼热感。与市场上同类产品不同的是，这种材料近乎透明。
“透明是一个有利的特性，因为你可以在窗户中使用这种凝胶，也可以在外星环境中使用。”物理系教授Ivan Smalyukh说。“你可以通过隔热材料收集阳光，并将能量储存在里面，保护自己免受火星或月球上温度的剧烈振荡所带来的影响。”
生产凝胶的成本也比较低，因为它产自廉价的原料：啤酒废料。
Smalyukh解释说，气凝胶至少有90 %的重量是由气体组成的，它的特征也是由空气决定的。气凝胶的薄膜是由纵横交错的固体材料构成的，这些材料将空气截留在数十亿个细小空洞中，这类似于气泡包装中的气泡，正是这种捕获气体的能力使气凝胶成为如此好的绝缘体。
Smalyukh说:“就像你创造了一个非常曲折的网络，这些纳米颗粒在气凝胶中连接在一起，阻止热量通过。”
然而，目前大多数可用的气凝胶是不透明的——如果你想用它们来涂覆窗户，这显然会造成一个大问题。
为了制造不同类型的凝胶，Smalyukh和他的同事从普通植物糖纤维素开始。通过认真地控制纤维素分子的连接方式，研究小组能够将它们定向制成格子状。他说，这种结构是如此均匀，以至于它允许光穿过其未粘合的部分，从而使凝胶具有透明的外观。
研究人员可以通过向各种食物垃圾中添加专门的细菌来制造纤维素。该团队曾经开车横穿博尔德地区的酿酒厂去收集啤酒麦芽汁以及酿造过程中产生的废液。
科罗拉多大学博尔得分校的物理学博士Andrew Hess说:“我们不仅回收保存了这些珍贵的材料，而且还廉价地生产出了制造气凝胶的原材料。”
经过努力，团队得到了一种薄而柔韧的薄膜产品，这种薄膜比玻璃轻大约100倍。这可能对美国的建筑来说特别有用。根据能源部的数据，用于建筑供暖和制冷的能源中，有大约四分之一用于抵消窗户散热损失，这可能导致建筑运营商每年损失数十亿美元。Hess说:“我们设想出了一种改装产品，这种产品基本上是消费者在家得宝购买的一种剥离粘贴薄膜。”
smalyukh和他的同事一直在探索与窗户制造公司的合作伙伴关系，今年夏天早些时候，他们的项目被NASA评为2018年iTech竞赛的获胜者之一。iTech是一项全国性的竞赛，旨在寻求有朝一日可能帮助人们去太空旅行的地球技术。
Hess说:“到目前为止，我们的方法一直围绕着窗户。然而，我们也看到我们的技术能够还有许多其他应用，包括智能服装、隔离汽车和消防员的保护。”
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编译：王雨城 审稿：alone 责编：程建兰
原文链接： https://www.sciencedaily.com/releases/2018/08/180813173530.htm
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