来源: 武汉中科先进技术研究院
能与和谐统一的物理学定律相媲美的,就是经过千百年进化的生物体构造之美妙。
撒哈拉沙漠,是世界最大的沙质荒漠,气候条件恶劣。
这里生活着一种身体呈现白色的蚂蚁,名叫“撒哈拉银蚁”。
为了躲避捕食者,这种蚂蚁时常在40多度高温下(地表温度可达70度)外出觅食,而令人称奇的是,
觅食状态下的撒哈拉蚂蚁移动速度大概为855毫米每秒,一秒钟就能走47步。
“在自然条件下,热量只能从高温物体向低温物体转移,而不能由低温物体自动向高温物体转移。”
热力学第二定律克劳修斯(Clausius)表述如上。
而当周遭环境本身就很热,而自身的高速奔跑又在产生热量的情况下,撒哈拉银蚁是如何实现散热的呢?
这引起了科学家们的兴趣。
研究发现,撒哈拉银蚁的散热冷源在大气层之外的太空,而实现这一点的关键在于其特殊的毛发。
撒哈拉银蚁毛发的横截面呈现三角形,能三棱镜一样工作,对阳光有着极强的反射作用,
特别是最容易加热身体的近红外光。照射在它们身上的光线中,有90%会被它们的毛发反射掉,
这样它们的身体不容易被加热。不仅如此,当身体热到一定程度的时候,
这种毛发对电磁波谱的中红外光部分有着极强的发射性,这可以增强它们通过热辐射的形式释放身体多余热量。
而这种辐射是直接通过红外大气透明窗口,发送到外太空中(零下200度)去。
这种散热方式,便是辐射制冷。
通俗来讲,热有三种传导方式、热传导、热对流、热辐射。
把一根铁棒的一端放在火上烤,你摸摸另一端会很烫,这就是热传导。冬天有风的位置比没有风的位置要冷,这就是热对流。
把手放在火堆边上会感觉到热,这就是热辐射。当然,太阳照射是典型的热辐射现象。
而热辐射是三种传热方式中唯一不需要介质,可在真空环境中进行的。
三种传热方式都严格遵循热力学第二定律——传热需要温度差。
而辐射制冷的基本原理是,直接绕开周遭的高温环境,只要辐射能力足够强,就可以直接把热量送去外太空。
感想:市面上已经有研究出具有这种功能的材料,可谓是造福人类。大自然的物种真是太神奇了!许多科技都是源自于人类对动植物的观察与研究。
能与和谐统一的物理学定律相媲美的,就是经过千百年进化的生物体构造之美妙。
撒哈拉沙漠,是世界最大的沙质荒漠,气候条件恶劣。
这里生活着一种身体呈现白色的蚂蚁,名叫“撒哈拉银蚁”。
为了躲避捕食者,这种蚂蚁时常在40多度高温下(地表温度可达70度)外出觅食,而令人称奇的是,
觅食状态下的撒哈拉蚂蚁移动速度大概为855毫米每秒,一秒钟就能走47步。
“在自然条件下,热量只能从高温物体向低温物体转移,而不能由低温物体自动向高温物体转移。”
热力学第二定律克劳修斯(Clausius)表述如上。
而当周遭环境本身就很热,而自身的高速奔跑又在产生热量的情况下,撒哈拉银蚁是如何实现散热的呢?
这引起了科学家们的兴趣。
研究发现,撒哈拉银蚁的散热冷源在大气层之外的太空,而实现这一点的关键在于其特殊的毛发。
撒哈拉银蚁毛发的横截面呈现三角形,能三棱镜一样工作,对阳光有着极强的反射作用,
特别是最容易加热身体的近红外光。照射在它们身上的光线中,有90%会被它们的毛发反射掉,
这样它们的身体不容易被加热。不仅如此,当身体热到一定程度的时候,
这种毛发对电磁波谱的中红外光部分有着极强的发射性,这可以增强它们通过热辐射的形式释放身体多余热量。
而这种辐射是直接通过红外大气透明窗口,发送到外太空中(零下200度)去。
这种散热方式,便是辐射制冷。
通俗来讲,热有三种传导方式、热传导、热对流、热辐射。
把一根铁棒的一端放在火上烤,你摸摸另一端会很烫,这就是热传导。冬天有风的位置比没有风的位置要冷,这就是热对流。
把手放在火堆边上会感觉到热,这就是热辐射。当然,太阳照射是典型的热辐射现象。
而热辐射是三种传热方式中唯一不需要介质,可在真空环境中进行的。
三种传热方式都严格遵循热力学第二定律——传热需要温度差。
而辐射制冷的基本原理是,直接绕开周遭的高温环境,只要辐射能力足够强,就可以直接把热量送去外太空。
感想:市面上已经有研究出具有这种功能的材料,可谓是造福人类。大自然的物种真是太神奇了!许多科技都是源自于人类对动植物的观察与研究。