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自洁太阳能板

2016-01-27

关键词:罗拉丽莎表面

罗拉小镇是个美丽的地方,空气干净,阳光清亮。它是全国著名的绿色环保小镇。这里没有重工业,也没有大烟囱,小镇的居民用电都由太阳能提供。

这个月,接连下了几天暴雨。雨后的小镇变得非常泥泞,雨水打在白白的石灰墙上,满是泥点。

小镇的太阳能发电站里,简直比秋天的打谷场还要热闹,镇长正组织小镇居民们用抹布清理太阳能集热板呢!

让集热板具有自洁功能

刚巧,小镇上的太阳能科学小分队驱车经过这里,队长徐冬冬带领着队员们下车勘察。

“为什么下了一场雨,太阳能集热板会变得这么脏呢?”队员丽莎忍不住问。

“普通的太阳能集热板表面容易产生静电,聚集空气中的浮尘、微小的昆虫尸体……时间一长,形成污垢。此外,下雨时,太阳能集热板与水的接触角约为90°,这样的角度并不能使水珠完全滚落,它们滞留在集热板上,在干燥的过程中,吸附空气中的灰尘,形成水痕。这些污垢都会影响太阳能集热板的工作效率。”徐冬冬解释道。

“在太阳能集热板上安装一个类似汽车雨刮器那样的装置如何?”丽莎灵光一闪。

队员们望了望无数块绵延几百米的巨大太阳能集热板都没有作声,丽莎也吐了吐舌头,不再说话。

让集热板滴水不沾

“你们记不记得科技老师提到过一种自洁玻璃?”徐冬冬问大家。

“听说过,它是利用物体表面的疏水性,使得水不会粘附在物体表面,即使倾斜角很小也会流走,而水珠滚落时刚好可以带走附着在物体表面的灰尘。”副队长杨洋眼睛一亮:“这是个好主意!”

“没错儿,太阳能集热板就像你们面前的这块小黑板,”徐冬冬用手指沾了一点儿水在一块小黑板上涂鸦,黑板上立刻出现了清晰的水痕,“我们要解决的就是让集热板的材料变得滴水不沾,像荷叶的表面一样。”

超级材料

根据这个思路,队员们充分研究自洁玻璃的构造,发现它的上面有很多纳米级小突起。这些突起的间隙很小,根本无法容纳水滴,且在物体表面形成了固体、液体、气体的混合构造,这种构造“撑”起了水滴,让它们在物体表面难以停留。

“原来如此!只要改变太阳能集热板表面的材料就可以了。”徐冬冬和队员们选取了多种新材料进行试验,终于找到了最佳方法——利用飞秒激光脉冲轰击金属表面。这种超能激光脉冲会在金属表面刻蚀出大量的细纹,这些细纹造就的纳米微结构不仅能使太阳能集热板不再沾水,还增加了它们对光的吸收率。

试验成功!接下来的几个月,小镇上所有的太阳能集热板都换成了这种高科技自洁面板。此后,罗拉小镇的太阳能集热板每天都光洁如新。

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