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2018-09-01廢液循環利用再添一例 竟能打造耐熱絕緣氣凝膠
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近期科羅拉多大學波德分校（University of Colorado at Boulder）的研發團隊製作了一種全新的絕緣氣凝膠（aerogel），對於提升建築物的能源效率有極大的潛力，甚至在未來的太空計畫，例如火星探索等任務的溫室建築都有機會採用這項發明。
這款絕緣氣凝膠外觀類似扁平的塑料隱形眼鏡，並有兩大特色。第一是耐高溫，即使是將其置於手掌上燃燒，隔絕的部分手掌也不會感受到灼熱感。第二則是與一般市面上的氣凝膠不同，這款十分透光。研究人員表示，現階段大多數的氣凝膠因為不透明，所以並不適用於窗戶上；而這款氣凝膠的透明度及隔熱效果兩項特色則非常適合應用在建築物的窗戶上。
根據美國能源部（Department of Energy）表示，美國的建築物大約有1∕4的能源用於加熱與冷卻建築物，以抵銷透過窗戶所散失的能量，這樣的損耗使得建商每年花費高達數十億美元。氣凝膠製作而成的窗戶則可以降低每年數十億的開銷，節省使用能源。另外，它也可以將陽光產生的熱能儲存在其材料內，並且適用於各類的極端氣候。未來應用於月球及火星的殖民任務上也十分適合，畢竟這些外星球上的氣溫波動非常大，隔熱效果好的氣凝膠便可使建築物內的溫度穩定。
在細部結構的部分，這款氣凝膠的內部薄膜是由交叉的固體材料所組成，它可以將空氣捕獲在數十億個奈米等級的細小孔洞當中，這樣的構造就如同常見的氣泡紙，只是氣泡的尺度更小。而細小的孔洞能使氣凝膠連接，並創造出複雜綿密的奈米構造，防止熱能通過。
在製作上，初期為了製造出不同型態的凝膠，研究人員利用常見的植物糖纖維素。並在仔細地控制纖維素分子的連接，將其作成格子狀的圖案。而這種格子狀圖案的模式能使光線均勻地穿透，使凝膠具有透明的外觀。這款神奇的新形態凝膠生產成本極低，是利用啤酒的廢液製作而成。過程中研究團隊特地前往釀酒廠，收集在廠內釀造的啤酒所產生的廢液，以這些廢液為原料製作凝膠。
研究人員表示，今（2018）年夏季，該團隊與各窗戶製造商正在洽談合作關係，希望氣凝膠能應用於各種設計的窗戶上。另外，這款氣凝膠也獲得美國NASA今（2018）年的iTech的競賽獎項。而研究人員則希望除了窗戶之外，未來也能使用在包括隔熱車、智能衣物以及消防員的防護衣等不同的產品，以期望這項新發明能夠有更多發展潛力。
新聞來源
Qingkun Liu et al. Flexible transparent aerogels as window retrofitting films and optical elements with tunable birefringence, Nano Energy, 2018.