清大團隊替建築穿「涼感衣」降溫12度!靈感來自螞蟻

醫工所萬德輝教授(左起)帶領碩士生陳岱琪、藍品卉、博士生黃靖文研發出「超冷奈米纖維」。 圖/清大提供
醫工所萬德輝教授(左起)帶領碩士生陳岱琪、藍品卉、博士生黃靖文研發出「超冷奈米纖維」。 圖/清大提供

全球平均氣溫創下十萬年來新高,人紛躲進冷氣房或穿上涼感衣,由國立清華大學醫工所教授萬德輝主持的研究團隊向撒哈拉沙漠的銀蟻取經,研發出仿生材料「超冷奈米纖維」,將這種輕薄可彎曲、不易破損、抗紫外光且耐酸雨的纖維薄膜鋪在屋頂,就像替建築穿上涼感衣,能讓室內降溫 12 度以上,大幅節省電費,節能減碳救地球。

萬德輝指出,撒哈拉沙漠銀蟻可在攝氏 70 度以上的沙漠中生存,主要因為身上有類似稜鏡的三角形體毛,可反射大部分的陽光,同時放射紅外光,達到降溫的功效。

團隊從沙漠銀蟻的體毛得到靈感,深入研究各種材料、形狀、尺寸、顏色,透過先進光學工程技術,以陶瓷材料製成直徑約數百奈米的白色纖維,可以反射 97% 的陽光,達到最佳降溫效果。

萬德輝說,他帶領學生頂著艷陽在清華校內建築樓頂進行實驗,在模型小屋屋頂鋪上超冷奈米纖維薄膜,再以紅外光熱像儀測量溫度,發現溫度即從攝氏 50 度降到了 29 度。

將超冷奈米纖維鋪在模型屋屋頂,經紅外光熱像儀測量,溫度從攝氏50度降到29度。 圖/清大提供
將超冷奈米纖維鋪在模型屋屋頂,經紅外光熱像儀測量,溫度從攝氏50度降到29度。 圖/清大提供

將超冷奈米纖維鋪在模型屋屋頂,經紅外光熱像儀測量,溫度從攝氏50度降到29度。 圖/清大提供
將超冷奈米纖維鋪在模型屋屋頂,經紅外光熱像儀測量,溫度從攝氏50度降到29度。 圖/清大提供

另一方面,炎夏汽車模型內的溫度動輒飆上 60 度,鋪上超冷奈米纖維薄膜後也降溫了 17 度,實在很驚人,超冷奈米纖維不僅可為建築物降溫,特別適用於綠建築,還可以應用在汽車、農業溫室、冷凍倉儲、大型資料中心及手機、電腦等消費性子產品,不需耗電就可以全天候散熱降溫。

清大指出,這項由清大主導、與台大、陽明交大攜手組成團隊的研究成果今年 2 月登上國際頂尖期刊《Nano Today》(奈米今日),團隊目前也正為超冷奈米纖維申請 12 項國內外專利。

萬德輝團隊是國內少數專精於日間輻射冷卻材料研究的團隊,成員除清華醫工所博士生黃靖文、碩士生蔡孟廷、陳岱琪、藍品卉,還包括台大材料系特聘教授陳學禮、博士生張思偉、陳彥任,及陽明交大材料系教授柯富祥、副教授羅友杰、電機系副教授王學誠。

「超冷奈米纖維」以陶瓷製成,材料輕薄可彎曲、不易破損且耐酸雨。 圖/清大提供
「超冷奈米纖維」以陶瓷製成,材料輕薄可彎曲、不易破損且耐酸雨。 圖/清大提供


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