上海交通大學的研究人員設計了一種可擴展和耐用的雙面保暖斗篷，可以在不需要外部能量輸入的情況下，實現全季節的被動式溫度調節。這種保暖斗篷可以有效地保護電動汽車的電池免受溫度波動的影響，從而延長電池的壽命，并減少能量損耗。這種保暖斗篷的原理和制作方法都非常簡單，但是效果卻非常顯著，可以為未來的汽車、建筑、航天器甚至外星居住地提供一種節能環保的溫度控制方案。

保暖斗篷的設計

保暖斗篷是由兩層不同的材料組成的。外層是由硅纖維涂覆硼氮片的反射層，它可以有效地反射太陽光，并通過輻射冷卻將吸收的熱量散發到外層空間。硅纖維是一種輕質、強度高、耐高溫的材料，它可以作為保暖斗篷的基底；硼氮片是一種類似于石墨的二維材料，它具有高度的吸收和發射率，以及優異的熱導率，它可以作為保暖斗篷的功能層。這種反射層的厚度約為0.5毫米，其反射率在可見光和近紅外光范圍內高達90%以上，而在遠紅外光范圍內低于10%，這意味著它可以有效地阻擋太陽光的輻射，并將吸收的熱量以長波紅外光的形式散發出去。這種長波紅外光可以穿透大氣層，直接到達外層空間，從而實現輻射冷卻。輻射冷卻是一種自然現象，它指的是物體通過發射長波紅外光來降低自身溫度。地球也是通過這種方式來冷卻自己的。

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內層是由鋁箔制成的隔熱層，它可以阻止物體和保暖斗篷之間的傳導和對流熱交換，并利用光子回收效應來保留物體的熱量。鋁箔是一種廉價、易得、可塑性強、導熱性差、反射性好的材料，它可以作為保暖斗篷的隔熱層。這種隔熱層的厚度約為0.02毫米，其反射率在遠紅外光范圍內高達90%以上，這意味著它可以有效地反射物體發出的長波紅外光，并將其重新返回給物體。

這種過程稱為光子回收，它指的是物體通過反復吸收和發射電磁波來保持自身溫度。這種效應在夏天也會發生，但由于外層反射層已經將大部分太陽光反射回去，所以物體不會受到過多的熱量輸入。而在冬天或夜晚，由于周圍環境溫度低于物體溫度，所以物體會不斷地向外散發熱量。如果沒有內層隔熱層的保護，物體的溫度會迅速下降。但由于內層隔熱層的存在，物體發出的熱量會被反射回來，從而實現熱量的保留。

保暖斗篷的性能

為了測試保暖斗篷的性能，研究人員在上海市進行了實地試驗，將一輛覆蓋了保暖斗篷和一輛未覆蓋的電動汽車停放在室外，并測量了它們在不同時間段內的車廂溫度。結果顯示，在白天，覆蓋了保暖斗篷的汽車車廂溫度比未覆蓋的汽車低了22.8°C—27.7°C，比環境溫度低了7.8°C。在午夜，覆蓋了保暖斗篷的汽車車廂溫度比環境溫度高了6.8°C，始終保持在0°C以上。這些數據表明，保暖斗篷可以有效地緩解電動汽車電池因為溫度波動而導致的性能下降和壽命縮短。

保暖斗篷的優勢在于它是一種被動式的溫度調節方案，不需要任何外部能量輸入，也不需要任何開關或控制器來切換不同的工作模式。它只需要利用自然界中存在的物理現象，就可以實現全季節的溫度調節。而且，保暖斗篷所使用的材料都是易于制造和擴展的，成本也不高，可以適用于各種規模和形狀的物體。此外，保暖斗篷還具有環保的特點，因為它可以減少能量消耗和排放，同時也可以通過輻射冷卻的方式，將多余的熱量釋放到外層空間，從而降低地球表面的溫度。