科学家注意到，骆驼，包括其它动物，以及人类都是通过发汗降温。当体内温度升高，汗腺开始产生汗液。这种带有盐分的液体在空气中挥发的时候，带走一部分热量，从而起到降温的效果。

从自然界寻找灵感

1、银色蚂蚁微型毛发能够反射95%的照射阳光

据英国每日邮报报道，撒哈拉沙漠是地球上最恶劣的环境之一，白天强烈阳光照射使气温达到40摄氏度，但是科学家吃惊地发现一种银色蚂蚁，喜欢在撒哈拉沙漠中午最热的时间出来觅食。

目前，科学家最新研究显示，这种银色蚂蚁背部长着具有光学性质的微型毛发，可以反射绝大多数的照射热量，使身体温度降下来。

撒哈拉沙漠银色蚂蚁之所以中午觅食是由于每天最热的时候掠食者最少，为了能够幸存在50摄氏度以上的沙漠环境，它们的背部长出一层微型毛发，能够反射95%的照射阳光，像这样接近完美的镜面反射能力在自然界是独一无二的。

比利时自由大学博士生昆廷-维洛特(Quentin Willot)发现这种蚂蚁的背部毛发具有三角形横切面和微型波纹起皱，这对它们的身体形成“整体内部反射比”。这与光学纤维远距离零损耗传输电话和网络信号是相同的原理。

对于这种蚂蚁，之所以被命名为银色蚂蚁，就是背部的微小毛发使它们的身体反光发亮。维洛特和研究同事使用扫描电子显微镜揭晓了它们的毛发秘密，并将它们与普遍蚂蚁和被剃去毛发的银色蚂蚁进行对比，测量在模拟阳光照射下，蚂蚁身体上光线的反射状况，以及蚂蚁身体多长时间能够加热。

结果显示，带有毛发的银色蚂蚁身体反射率是剃去毛发蚂蚁的10倍，它们身体的受热效应被减缓，体温比后者低2摄氏度。这项研究报告发表在最新出版的《公共科学图书馆·综合》杂志上，科学家指出，蚂蚁背部毛发具有扁平等边三角形切面，每根毛发具有皱褶面，具有棱镜效应可以反射绝大多数照射光线。

阳光折射穿过毛发表面，之后反射脱离三角形切面，最终通过第三接触面进入大气层。三角形最大角度为72度，每个边大约54度，然而皱褶面最深处为66纳米，间隔204纳米。皱褶面起到抗反射涂层的作用，使绝大多数阳光反射至毛发，最终使蚂蚁身体降温。

受银蚁启发开发降温材料,冬暖夏凉

去年3月5日晚，CCTV-10《科学动物园》节目播出专题《动物“服装”的奥秘》。其中介绍，中国科学家利用撒哈拉银蚁“银色铠甲”的仿生学原理，研制出了一种特殊面料——无源降温光学超材料织物，可为人体降温5℃。

这个科研成果，便来自陶光明团队。

“无源降温光学超材料织物，就是利用类似原理。”陶光明介绍，“在户外阳光直射环境中，我们往往会吸收大量太阳辐射，而人体热辐射可能并不足以抵消太阳光能量的输入，从而导致皮肤温度上升，就会感觉到很热。”研发之初，陶光明考虑两点：一是能否通过一块布，阻挡太阳辐射输入？二是如何提高身体散热？团队脑洞大开，开玩笑说“最好的办法是背一块镜子和一台空调出去”。

一次次实验，一次次突破。3年时间，陶光明团队终于研发出无源降温光学超材料织物。当时正值11月，武汉温度偏低。团队的成员专门去到太阳光较强的云南西双版纳进行测试。中午时分，参与实验的成员穿上左右两边分别是普通棉材质和降温材质的衣服。原定的实验希望可以进行3小时，但仅半个小时，成员就打算停止降温实验。通过实时检测的红外视频，陶光明看到，实验成员胸口左右两边的皮肤温度产生明显的差别，左右冷热体感明显不同——降温材料有显著效果，实验获得成功。

至今，在陶光明教授的办公室，一直保存着第一次研发的织物，“虽然不是很成熟，但对我们来说，是很珍贵的礼物”。记者现场观察看到，这块布肉眼看与普通的棉质面料无异，用手触摸，却十分柔软顺滑。

2021年，陶光明团队研发的无源降温光学超材料织物这一标志性成果，在国际学术刊物《科学》杂志上发表，受到国内外学术界和产业界的广泛关注。

骆驼的毛发亦是降温好材料

除了蚂蚁，沙漠中的骆驼也成为被重点关注的研究对象。瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的材料科学家Zhengmao Lu领导的团队在美国国土安全部挑战赛中获得了亚军，他们的研究就是基于骆驼展开的。

沙漠昼夜温差能达到 20 度以上，而骆驼的皮毛，除了在夜间保暖，在白天炎热的环境下还可以降温。这是因为皮毛不仅能够隔温，还能够让汗水蒸发、透气。用这种材料做包装，在不需要供电的条件下，就可以持续 8 天降温 7℃。论文于近日发表在 Joule 上，通讯作者是材料科学与工程系主任 Jeffrey Grossman，一作是华人博士后陆正茂。

水凝胶由分散在水溶液介质中的聚合物链通过多种机理发生交联而形成，具由亲水性，同时又不溶于水。水凝胶可以吸收水分，然后通过蒸发释放出来，在没有供电的条件下产生降温效果。

利用不同的技术对水凝胶进行改造，可以得到不同结构、活性以及功能的水凝胶。甚至，还可以用编程的方法，对聚合物链的物理化学性质进行动态模拟，得到不同结构的水凝胶。因此，在医疗、环境等领域，水凝胶都被认为是具有各种功能潜力的材料。由于易于实现和潜在的高冷却能力，蒸发冷却是最有前途的被动冷却解决方案之一。

目前，世界上 10% 以上的人口仍然没有电力供应，类似水凝胶这样的被动冷却技术，能够为欠发达地区的食品和药品的分配和储存提供可行的方法。

如果使用水凝胶作为保温材料，要使保温的时间尽量延长。为了实现这一效果，科学家把一层水凝胶层和一层薄气凝胶组合在一起。双层材料加在一起的厚度仅为 10mm，而且是全透明的。

气凝胶是一种轻质、多孔的绝缘材料，能在隔温的同时，让水蒸气顺利蒸发。这样，这种材料作为包装的时候，就能够提供凉爽干燥的环境。

论文的第一作者、MIT 博士后陆正茂表示，对于食品包装等应用，水凝胶和气凝胶材料的透明度很重要，这样可通过包装清楚地看到食品状况。但对于其他应用，如制药或空间冷却，可以用不透明的绝缘层进行替代，提供更多的选择，为特定用途的材料设计。目前现有系统依赖冷藏车或存储设施，在装载和卸载过程中可能发生温度峰值。而这可能会带来对温度敏感的食物或药品的变质。这种新型的材料能够为目前保鲜运输链更高的安全性提供解决方案。

大规模生产的成本上，气凝胶的原材材料是价格便宜的二氧化硅；不过目前制造气凝胶的设备昂贵，需要进一步研发。目前，有一家初创公司正在开发这种大规模加工技术，用以制造隔热窗户。

研究负责人陆正茂表示：比起空调和冷却机，这种水凝胶加上气凝胶的技术不耗电，适合世界上数百万没有电力设施的居民使用。“水凝胶干了以后，把它浸在水里（不一定要是干净的水）补充水分后，它就又可以使用了，可以循环使用很多次。”

文章来源： 我在东南亚，DeepTech深科技，科学360，武汉晚报