无动力系统利用绝缘和蒸发作用使物品保持凉爽

骆驼已经发展出一种看似违反直觉的方法，既可以在凉爽的沙漠环境中保持凉爽的同时又能节水：它们有一层厚厚的绝缘皮毛。麻省理工学院的研究人员采用基本相同的方法，现在已经开发出了一种系统，该系统可以帮助在高温环境下保持药品或新鲜农产品等物品的凉爽，而无需电源。

大多数人不会想到在炎热的夏天穿骆驼毛大衣，但实际上，出于本质上相同的原因，许多居住在沙漠中的人确实倾向于穿厚外套。事实证明，骆驼的外套或人的衣服可以帮助减少水分流失，同时又可以使汗液充分蒸发以提供凉爽的效果。研究人员说，测试表明，在相同条件下，剃毛的骆驼比未剃毛的骆驼损失的水分多50%。

麻省理工学院的工程师开发的新系统使用两层材料来达到类似的效果。该材料的底层(代替汗腺)由水凝胶(一种明胶状物质，主要由水组成)组成，包含在海绵状基质中，水可以很容易地从其中蒸发。然后用一层上层的气凝胶覆盖，通过阻止外部热量同时允许蒸气通过来起到毛皮的作用。

水凝胶已经用于某些冷却应用，但是现场测试和详细分析表明，这种新的两层材料厚度不到半英寸，可提供超过7摄氏度的冷却时间，是单独水凝胶的五倍。 -超过八天而少于两天。

麻省理工学院博士后陆正茂，研究生Elise Strobach和研究生Ningxin Chen，研究科学家Nicola Ferralis和材料科学与工程学系主任Jeffrey Grossman教授今天在Joule期刊上的一篇论文中报道了这一发现。

研究人员说，该系统可用于食品包装，以保持新鲜度，并为农民出售易腐烂的农作物开辟更多的分销选择。它还可以使诸如疫苗之类的药品在运送到偏远地区时得到安全保存。除了提供冷却之外，仅由热量驱动的无源系统还可以减少货物所经历的温度变化，从而消除可能加速损坏的尖峰。

Ferralis解释说，这种包装材料可以为从农场或工厂到分销链乃至消费者家的易腐食品或药品提供持续的保护。相反，依赖冷藏卡车或存储设施的现有系统可能会留有空隙，在装卸过程中可能会出现温度峰值。他说：“在短短几个小时内发生的事情可能对某些易腐烂的食物非常有害。”

两层系统中涉及的基本原料是廉价的-气凝胶是由二氧化硅制成的，二氧化硅基本上是沙滩沙子，价格便宜且资源丰富。但是，用于制造气凝胶的处理设备庞大且昂贵，因此，这方面将需要进一步开发，以便将系统扩大规模以用于有用的应用。但是，至少有一家初创公司已经在开发这种大规模的加工工艺，以使用这种材料制造隔热窗户。