ในอนาคตคุณอาจจะได้ปลาหมึกเพื่อขอบคุณสำหรับกาแฟที่ยังร้อนอยู่ในวันที่อากาศหนาวเย็น เออร์ไวน์ได้รับแรงบันดาลใจจากหนังเซฟาโลพอด วิศวกรของมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เออร์ไวน์ได้คิดค้นวัสดุคอมโพสิตที่สามารถปรับเปลี่ยนได้ซึ่งสามารถป้องกันถ้วยเครื่องดื่ม กระเป๋าสำหรับร้านอาหาร กล่องพัสดุ และแม้แต่ภาชนะขนส่ง
นวัตกรรมนี้
เป็นฟิล์มพอลิเมอร์เคลือบโลหะสะท้อนแสงอินฟราเรดที่พัฒนาขึ้นในห้องปฏิบัติการของ Alon Gorodetsky รองศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเคมีและชีวโมเลกุลของ UCI
Gorodetsky และสมาชิกในทีมบรรยายถึงวัสดุคอมโพสิตพื้นที่ขนาดใหญ่ที่ควบคุมความร้อนโดยใช้โครงสร้างโลหะที่กำหนดค่าใหม่ได้ ซึ่งสามารถแยกส่วนกลับกันได้และกลับมารวมกันใหม่ภายใต้ระดับความเครียดที่ต่างกัน
Mohsin Badshah ผู้เขียนนำซึ่งเป็นอดีตนักวิชาการดุษฎีบัณฑิต UCI ในสาขาวิศวกรรมเคมีและชีวโมเลกุล กล่าวว่า การประดิษฐ์นี้จะรักษาสิ่งแวดล้อมได้ง่ายเนื่องจากความยั่งยืนของสิ่งแวดล้อม “วัสดุคอมโพสิตสามารถนำกลับมาใช้ใหม่เป็นจำนวนมากโดยเอาทองแดงออกด้วยน้ำส้มสายชูและใช้วิธีการเชิงพาณิชย์ที่จัดตั้งขึ้นเพื่อนำพอลิเมอร์ที่ยืดหดได้ที่เหลือกลับมาใช้ใหม่” เขากล่าว
“เกาะโลหะในวัสดุคอมโพสิตของเราอยู่ติดกันเมื่อวัสดุคลายตัวและแยกออกจากกันเมื่อวัสดุถูกยืดออก ทำให้สามารถควบคุมการสะท้อนและการส่งผ่านแสงอินฟราเรดหรือการกระจายความร้อนได้” Gorodetsky กล่าว “กลไกนี้คล้ายคลึงกับการขยายตัวและการหดตัวของโครมาโตฟอร์ในผิวหนังของปลาหมึก ซึ่งจะเปลี่ยนการสะท้อนและการส่งผ่านแสงที่มองเห็นได้”
ที่เกี่ยวข้อง: แผงโซลาร์เซลล์ที่สร้างจากพืชขยะสามารถสร้างพลังงานได้โดยไม่ต้องใช้แสงโดยตรง
การเปลี่ยนแปลง
ขนาดของ Chromatophore ช่วยให้ปลาหมึกสื่อสารและพรางตัวเพื่อหลบเลี่ยงผู้ล่าและซ่อนตัวจากเหยื่อ Gorodetsky กล่าวด้วยการเลียนแบบวิธีการนี้ ทีมงานของเขาได้เปิดใช้ “การควบคุมอุณหภูมิที่ปรับได้” ในวัสดุ ซึ่งสามารถนำไปสู่การปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานและปกป้องนิ้วมือที่บอบบางจากพื้นผิวที่ร้อน
ความก้าวหน้าครั้งสำคัญของโครงการนี้คือการพัฒนาวิธีการผลิตวัสดุคอมโพสิตของนักวิจัย UCI ที่คุ้มต้นทุนในปริมาณที่เกี่ยวข้องกับการใช้งาน วัตถุดิบทองแดงและยางเริ่มต้นที่ประมาณหนึ่งเหรียญต่อตารางเมตร โดยต้นทุนจะลดลงอีกตามการประหยัดจากขนาดตามรายงาน เทคนิคการประดิษฐ์ของทีมเกี่ยวข้องกับการวางฟิล์มทองแดงลงบนพื้นผิวที่ใช้ซ้ำได้ เช่น อลูมิเนียมฟอยล์ จากนั้นพ่นโพลีเมอร์หลายชั้นลงบนฟิล์มทองแดง ซึ่งทั้งหมดนี้สามารถทำได้ในเกือบทุกขนาดเท่าที่เป็นไปได้
Gorodetsky กล่าวว่า “กลยุทธ์การผลิตแบบผสมผสานที่เราได้ทำให้สมบูรณ์แบบในห้องแล็บของเราในตอนนี้ เป็นตัวเปลี่ยนเกมอย่างแท้จริง” “เราได้ทำงานกับวัสดุและระบบที่ปรับเปลี่ยนได้ซึ่งได้รับแรงบันดาลใจจากเซฟาโลพอดมาหลายปีแล้ว แต่ก่อนหน้านี้สามารถประดิษฐ์พวกมันได้ในพื้นที่ที่ค่อนข้างเล็กเท่านั้น ในที่สุดก็มีเส้นทางในการทำสิ่งนี้ทีละม้วนในโรงงาน”
กลยุทธ์ที่พัฒนาขึ้น
และการประหยัดจากขนาดควรทำให้วัสดุคอมโพสิตสามารถนำมาใช้ในการใช้งานที่หลากหลาย ตั้งแต่ถ้วยกาแฟที่อุ่นสบายไปจนถึงเต็นท์ หรือในภาชนะใดๆ ที่ต้องการการควบคุมอุณหภูมิที่ปรับได้
มากกว่า: ลืมเสื้อคลุมของแฮร์รี่ พอตเตอร์ โล่ล่องหนในชีวิตจริงรับคำสั่งจาก Kickstarter
ทีมงานได้ทำการทดสอบถ้วยกาแฟที่สัมพันธ์กันในระดับสากลในห้องปฏิบัติการของพวกเขาในวิทยาเขต UCI ซึ่งพวกเขาพิสูจน์ว่าพวกเขาสามารถควบคุมความเย็นของกาแฟได้ พวกเขาสามารถทำนายได้อย่างถูกต้องและตามทฤษฎี จากนั้นจึงทดลองยืนยันการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิสำหรับถ้วยที่บรรจุเครื่องดื่ม ทีมงานยังสามารถบรรลุการมอดูเลตการถ่ายทอดรังสีอินฟราเรด 20 เท่าและการควบคุมฟลักซ์ความร้อน 30 เท่าภายใต้สภาวะการทดสอบที่ได้มาตรฐาน วัสดุที่มีเสถียรภาพยังทำงานได้ดีสำหรับการเสียรูปทางกลในระดับสูงและหลังจากการวนซ้ำด้วยกลไกจักรกลซ้ำแล้วซ้ำอีก
“มีแอพพลิเคชั่นมากมายสำหรับวัสดุนี้” Gorodetsky กล่าว “ลองนึกถึงสินค้าที่เน่าเสียง่ายทั้งหมดที่ส่งถึงบ้านของผู้คนในช่วงการระบาดใหญ่ บรรจุภัณฑ์ใดๆ ที่ Amazon หรือบริษัทอื่นส่งซึ่งต้องมีการควบคุมอุณหภูมิ สามารถใช้ซับในที่ทำจากวัสดุคอมโพสิตที่ปรับเปลี่ยนได้ซึ่งได้รับแรงบันดาลใจจากปลาหมึก ตอนนี้เราสามารถทำแผ่นใหญ่ได้ทีละแผ่น เราก็มีบางอย่างที่เป็นประโยชน์ต่อชีวิตของเราในหลายๆ ด้าน”
งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ใน Nature Sustainability
Credit : สล็อตเว็บตรง แตกง่าย
