(相關(guān)資料圖)

磷蝦是微小的海洋生物，通常是透明的，但有能力在其皮膚下的細(xì)胞中移動(dòng)色素，使它們能夠變成深色，以保護(hù)自己在明亮的陽(yáng)光下免受紫外線的傷害。多倫多大學(xué)團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，這對(duì)窗戶(hù)和建筑外墻來(lái)說(shuō)是一種有用的能力。

該團(tuán)隊(duì)受磷蝦啟發(fā)的原型是由可以在透明和不透明之間按需切換的光流體電池組成的，使用的能量相對(duì)較少。電池內(nèi)部是兩片塑料之間1毫米的礦物油層。為了使其變成深色，可以通過(guò)一個(gè)連接的管子將含有顏料或染料的少量水注入電池中，形成深色的 “綻放”。

注入的顏料越多，綻放的顏色就越大，而流速可以決定它的形狀。低流速產(chǎn)生圓形圖案，而高流速產(chǎn)生樹(shù)狀結(jié)構(gòu)。顏料隨后可以被抽回，使電池恢復(fù)到透明狀態(tài)。

“我們對(duì)綠色、可持續(xù)化學(xué)的‘封閉流體’如何被用來(lái)改變材料特性感興趣，”該研究的主要作者Ben Hatton說(shuō)。“它的用途非常廣泛：我們不僅可以控制每個(gè)電池中水的大小和形狀，我們還可以調(diào)整水中染料的化學(xué)或光學(xué)特性。它可以是我們想要的任何顏色或不透明度。”

該團(tuán)隊(duì)設(shè)想在窗戶(hù)或建筑外墻中使用這些光電單元的網(wǎng)絡(luò)，作為一個(gè)低能量的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在炎熱的夏天，這些電池可以切換成不透明的，以阻擋陽(yáng)光，然后在太陽(yáng)下山時(shí)切換回透明。

研究人員模擬了這樣一個(gè)系統(tǒng)在建筑規(guī)模上的工作情況，并將潛在的能源節(jié)約與其他兩個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了比較--電動(dòng)百葉窗或電致變色窗，后者使用電壓變化來(lái)改變玻璃涂層的透明度。

“我們發(fā)現(xiàn)的是，與其他兩種方案相比，我們的系統(tǒng)可以減少30%的供暖、制冷和照明所需的能源，”該研究的通訊作者Raphael Kay說(shuō)?！捌渲饕蚴?，我們對(duì)遮陽(yáng)的程度和時(shí)間有更精細(xì)的控制。我們的系統(tǒng)類(lèi)似于在整個(gè)外墻的不同位置和時(shí)間打開(kāi)和關(guān)閉數(shù)百個(gè)小百葉窗。我們可以通過(guò)簡(jiǎn)單的、可擴(kuò)展的和廉價(jià)的流體流動(dòng)實(shí)現(xiàn)這一切?！?/p>

該團(tuán)隊(duì)還表示，光流體顯示器可用于創(chuàng)造大規(guī)模的藝術(shù)作品。

這項(xiàng)研究發(fā)表在《自然通訊》雜志上。