無動力系統利用絕緣和蒸發作用使物品保持涼爽

駱駝已經發展出一種看似違反直覺的方法，既可以在涼爽的沙漠環境中保持涼爽的同時又能節水：它們有一層厚厚的絕緣皮毛。麻省理工學院的研究人員采用基本相同的方法，現在已經開發出了一種系統，該系統可以幫助在高溫環境下保持藥品或新鮮農產品等物品的涼爽，而無需電源。

大多數人不會想到在炎熱的夏天穿駱駝毛大衣，但實際上，出于本質上相同的原因，許多居住在沙漠中的人確實傾向于穿厚外套。事實證明，駱駝的外套或人的衣服可以幫助減少水分流失，同時又可以使汗液充分蒸發以提供涼爽的效果。研究人員說，測試表明，在相同條件下，剃毛的駱駝比未剃毛的駱駝損失的水分多50%。

麻省理工學院的工程師開發的新系統使用兩層材料來達到類似的效果。該材料的底層(代替汗腺)由水凝膠(一種明膠狀物質，主要由水組成)組成，包含在海綿狀基質中，水可以很容易地從其中蒸發。然后用一層上層的氣凝膠覆蓋，通過阻止外部熱量同時允許蒸氣通過來起到毛皮的作用。

水凝膠已經用于某些冷卻應用，但是現場測試和詳細分析表明，這種新的兩層材料厚度不到半英寸，可提供超過7攝氏度的冷卻時間，是單獨水凝膠的五倍。 -超過八天而少于兩天。

麻省理工學院博士后陸正茂，研究生Elise Strobach和研究生Ningxin Chen，研究科學家Nicola Ferralis和材料科學與工程學系主任Jeffrey Grossman教授今天在Joule期刊上的一篇論文中報道了這一發現。

研究人員說，該系統可用于食品包裝，以保持新鮮度，并為農民出售易腐爛的農作物開辟更多的分銷選擇。它還可以使諸如疫苗之類的藥品在運送到偏遠地區時得到安全保存。除了提供冷卻之外，僅由熱量驅動的無源系統還可以減少貨物所經歷的溫度變化，從而消除可能加速損壞的尖峰。

Ferralis解釋說，這種包裝材料可以為從農場或工廠到分銷鏈乃至消費者家的易腐食品或藥品提供持續的保護。相反，依賴冷藏卡車或存儲設施的現有系統可能會留有空隙，在裝卸過程中可能會出現溫度峰值。他說：“在短短幾個小時內發生的事情可能對某些易腐爛的食物非常有害。”

兩層系統中涉及的基本原料是廉價的-氣凝膠是由二氧化硅制成的，二氧化硅基本上是沙灘沙子，價格便宜且資源豐富。但是，用于制造氣凝膠的處理設備龐大且昂貴，因此，這方面將需要進一步開發，以便將系統擴大規模以用于有用的應用。但是，至少有一家初創公司已經在開發這種大規模的加工工藝，以使用這種材料制造隔熱窗戶。