通過調整聚乙烯的外觀和熱性能，可製造出具有良好散熱能力的彩色薄膜。

材料的顏色通常會告訴你它是如何處理熱量的。在炎炎夏日裏穿一件深色襯衫會讓你汗如雨下。類似的，玻璃窗戶越透明，它的散熱效果越好。材料對可見光和紅外輻射的反應之間有密切的聯繫。eurekalert.org網站4月2日報道，美國麻省理工學院（MIT）的研究人員製造了一種堅韌的、類組織聚合物材料。該材料的顏色和熱性能等可以相對獨立地進行調整。例如，黑色薄膜樣品可以反射熱量，使被覆蓋物保持涼爽。他們還製造了一系列各種顏色的薄膜，每種薄膜都能反射或吸收紅外輻射，並使其與可見光的反應無關。

研究人員通過調整新材料的顏色和熱性能，可使其適應廣泛的應用要求。如彩色的熱反射建築外牆和屋頂、太陽能電池的吸光和散熱板，以及功能性服裝和帳篷等。MIT機械工程系研究人員Svetlana Boriskina說：“有了我們的材料，產品外觀可以看起來更加鮮豔。人們無需擔心顏色對建築、窗戶或衣服的熱平衡有影響了。”Boriskina、Luis Marcelo Lozano和Gang Chen等在《光學材料快報》雜誌中報道了這種新材料。

Boriskina的研究靈感源於彩繪玻璃。幾個世紀以來，工程師們通過在玻璃中添加金屬或天然色素，製造了五彩斑斕的彩繪玻璃。Boriskina說：“儘管玻璃可以提供良好的視覺透明度，但它體積龐大、靈活性差、易碎且不散熱，不適合用於可穿戴應用。”Boriskina認爲，雖然調整玻璃的顏色相對簡單，但調整其對熱量的反應卻很難。例如，彩色玻璃在受到特定方向的陽光照射時會產生熱區。它很難消散，並且容易對玻璃本身造成破壞。與此類似，塑料也可以被設計成任何顏色的材料，但由於大部分塑料都是吸熱和絕緣的，無法反射熱量。

在過去的幾年中，Chen的實驗室一直在研究如何使用柔性、輕質的聚合物材料來傳導熱量。他們發現，通過拉伸聚乙烯等聚合物，改變其內部結構，可以改變導熱性能。Boriskina認爲這項技術不僅可以用於製造聚合物電子產品，還能用於建築和服裝。她採用了這項技術，併爲其“賦予”了色彩。她說：“開發一種複合功能材料的難度很高。我們在屬性之間取得了平衡性。”

爲了使聚合物薄膜具備顏色，Boriskina等向聚乙烯中加入了特定的納米顆粒或工業染料，然後利用加熱拉伸使材料具備柔韌性和透明性。接着，研究人員在太陽模擬器下測試了薄膜的性能。他們發現，薄膜拉伸得越長，能散發的熱量越多。平行的聚合物長鏈爲熱量傳輸提供了通道，有效避免了熱區的形成。

在確定了拉伸程度對材料性能的影響後，Boriskina還計劃發起一個網站，爲研究人員提供基於材料尺寸和內部結構的顏色和熱性能算法。

除薄膜材料外，Boriskina等還在研究含納米顆粒的聚乙烯線的製造。這種線可以用於紡織輕質服裝，起到隔熱、降溫的作用。Boriskina說：“我們正在嘗試將聚乙烯做成纖維和織物。聚乙烯的產量高達數十億噸，並且可以回收利用。因此我認爲聚乙烯纖維的工業化不存在重大障礙。”

科界原創

編譯：雷鑫宇

審稿：三水