羅拉小鎮(zhèn)是個(gè)美麗的地方,空氣干凈,陽(yáng)光清亮。它是全國(guó)著名的綠色環(huán)保小鎮(zhèn)。這里沒(méi)有重工業(yè),也沒(méi)有大煙囪,小鎮(zhèn)的居民用電都由太陽(yáng)能提供。
這個(gè)月,接連下了幾天暴雨。雨后的小鎮(zhèn)變得非常泥濘,雨水打在白白的石灰墻上,滿是泥點(diǎn)。
小鎮(zhèn)的太陽(yáng)能發(fā)電站里,簡(jiǎn)直比秋天的打谷場(chǎng)還要熱鬧,鎮(zhèn)長(zhǎng)正組織小鎮(zhèn)居民們用抹布清理太陽(yáng)能集熱板呢!
讓集熱板具有自潔功能
剛巧,小鎮(zhèn)上的太陽(yáng)能科學(xué)小分隊(duì)驅(qū)車經(jīng)過(guò)這里,隊(duì)長(zhǎng)徐冬冬帶領(lǐng)著隊(duì)員們下車勘察。
“為什么下了一場(chǎng)雨,太陽(yáng)能集熱板會(huì)變得這么臟呢?”隊(duì)員麗莎忍不住問(wèn)。
“普通的太陽(yáng)能集熱板表面容易產(chǎn)生靜電,聚集空氣中的浮塵、微小的昆蟲尸體……時(shí)間一長(zhǎng),形成污垢。此外,下雨時(shí),太陽(yáng)能集熱板與水的接觸角約為90°,這樣的角度并不能使水珠完全滾落,它們滯留在集熱板上,在干燥的過(guò)程中,吸附空氣中的灰塵,形成水痕。這些污垢都會(huì)影響太陽(yáng)能集熱板的工作效率。”徐冬冬解釋道。
“在太陽(yáng)能集熱板上安裝一個(gè)類似汽車雨刮器那樣的裝置如何?”麗莎靈光一閃。
隊(duì)員們望了望無(wú)數(shù)塊綿延幾百米的巨大太陽(yáng)能集熱板都沒(méi)有作聲,麗莎也吐了吐舌頭,不再說(shuō)話。
讓集熱板滴水不沾
“你們記不記得科技老師提到過(guò)一種自潔玻璃?”徐冬冬問(wèn)大家。
“聽說(shuō)過(guò),它是利用物體表面的疏水性,使得水不會(huì)粘附在物體表面,即使傾斜角很小也會(huì)流走,而水珠滾落時(shí)剛好可以帶走附著在物體表面的灰塵?!备标?duì)長(zhǎng)楊洋眼睛一亮:“這是個(gè)好主意!”
“沒(méi)錯(cuò)兒,太陽(yáng)能集熱板就像你們面前的這塊小黑板,”徐冬冬用手指沾了一點(diǎn)兒水在一塊小黑板上涂鴉,黑板上立刻出現(xiàn)了清晰的水痕,“我們要解決的就是讓集熱板的材料變得滴水不沾,像荷葉的表面一樣。”
超級(jí)材料
根據(jù)這個(gè)思路,隊(duì)員們充分研究自潔玻璃的構(gòu)造,發(fā)現(xiàn)它的上面有很多納米級(jí)小突起。這些突起的間隙很小,根本無(wú)法容納水滴,且在物體表面形成了固體、液體、氣體的混合構(gòu)造,這種構(gòu)造“撐”起了水滴,讓它們?cè)谖矬w表面難以停留。
“原來(lái)如此!只要改變太陽(yáng)能集熱板表面的材料就可以了。”徐冬冬和隊(duì)員們選取了多種新材料進(jìn)行試驗(yàn),終于找到了最佳方法——利用飛秒激光脈沖轟擊金屬表面。這種超能激光脈沖會(huì)在金屬表面刻蝕出大量的細(xì)紋,這些細(xì)紋造就的納米微結(jié)構(gòu)不僅能使太陽(yáng)能集熱板不再沾水,還增加了它們對(duì)光的吸收率。
試驗(yàn)成功!接下來(lái)的幾個(gè)月,小鎮(zhèn)上所有的太陽(yáng)能集熱板都換成了這種高科技自潔面板。此后,羅拉小鎮(zhèn)的太陽(yáng)能集熱板每天都光潔如新。
兒童故事畫報(bào)·發(fā)現(xiàn)號(hào)趣味百科2015年11期