热

现代城市在其材料中积累热量：混凝土、沥青和砖块像热电池一样，在白天吸收太阳能，并在夜间缓慢释放。这种现象被称为城市热岛效应，影响生活质量，增加能源消耗，并提高健康风险，尤其是对老年人。 树木的作用 城市树木提供了一种直接且可行的解决方案： 阻挡太阳辐射。 蒸发水分，产生冷却效果。 过滤空气污染物。 科学证据表明，适当的植被覆盖可以将日常温度降低约3 °C，在热浪中，这种差异是舒适与热应激之间的界限。此外，较少的热量意味着空调使用减少，从而降低电力消耗和排放。 美国代顿市的案例 在代顿进行的一项最新研究中，这座树木覆盖率低的城市尝试在20个地点种植640棵幼树。选择了当地物种，如红枫、白橡树和北部梓树，这些树种更适应气候且维护需求较低。 关键结果： 在没有适当护理的情况下，只有48%的树木存活。 红枫的存活率达到91%。 黑胶树的存活率仅为10%。 慢释放灌溉袋（75升）最为有效，尽管每个单位的初始成本约为30美元。 气候正义与韧性 研究还揭示了一个社会维度：资源较少的社区通常植被较少，更容易受到热量影响。气候正义成为一个核心因素：并非所有市民都以同样的方式面对热浪。 物种多样性是另一个关键点。仅依赖抗性强的树种看似合理，但会在面对虫害或疾病时产生脆弱性。树种多样性作为生态保险，确保长期韧性。 研究的经验教训 代顿的工作为其他城市提供了可应用的经验： 选择适应当地环境的物种。 投资于初期护理，特别是灌溉。 物理保护幼树免受破坏。 让社区参与其护理。 种植而不维护等于浪费资源。一棵死去的树没有贡献；一棵存活的树可以在几十年内改善小气候。 超越阴影的影响 城市树木有助于： 减少排放，因为空调使用减少。 捕获CO₂，虽然规模小于天然森林。 改善空气质量，过滤污染颗粒。 促进城市生物多样性，为鸟类和昆虫创造栖息地。 调节水循环，减少径流和洪水。 产生心理健康，因为绿树成荫的街道传递舒适感并改善宜居感知。 研究表明，城市树木是降温城市、改善公共健康和促进可持续发展的强大且低成本工具。 关键在于智能规划、物种多样性和市民参与。设计更绿色的城市不仅仅是种树：是建设更宜居和对气候变化更具韧性的空间。

在尼哈尔（阿尔梅里亚，西班牙），进行了一项户外试验，展示了一种新材料在降低极端城市热量方面的潜力。 在极端太阳辐射条件下——超过1000 W/m²的辐射持续数小时——将其性能与传统水泥进行了比较。结果显著：当水泥温度超过56 °C时，新材料保持在40 °C左右，即同一表面温度降低了16度。 这一发现不仅代表了显著的温差，还为缓解城市热岛效应提供了实际解决方案，这一现象越来越多地影响着人口稠密的城市。 工作原理 这项研究于2026年发表在Cleaner Materials上，由研究员G. Goracci领导，解释了该材料的特点： 反射更多的太阳辐射，吸收更少的热量。 将热量释放到大气中而不消耗能量，避免热量积累。 由工业废料制成，不使用传统熟料，并在形成过程中捕获CO₂，降低环境影响。 简单来说：进入的热量更少，进入的热量更好地散发，即使在极端条件下也能保持表面凉爽。 对城市的影响 城市表面——街道、人行道、屋顶——在白天作为热量积累器，晚上释放热量，导致温度难以下降。减少这种效应可以： 降低夏季的热感。 减少与空调相关的能源消耗。 打破“危险循环”，即更多的热量意味着更多的制冷和更高的排放。 该材料可以应用于路面、屋顶和立面，特别是在像西班牙南部这样太阳辐射强烈的地区。 可行性和挑战 试验证实该材料具有足够的强度用于基本建筑用途，但研究人员警告仍需： 验证其长期耐久性。 分析其大规模生产的工业可行性和成本。 阿尔梅里亚被确立为在极端气候条件下测试这些解决方案的关键环境，为未来在其他地中海和炎热气候城市的应用提供了宝贵的数据。 实验表明，对建筑材料的改进可以成为对抗城市热量的强大工具。虽然不能直接冷却空气，但可以防止表面积累和释放过多的热量，成为气候变化适应策略的积极部分。

一个国际团队来自纽卡斯尔大学证明辅助进化可以防止珊瑚礁的灭绝，以应对海洋热浪。 这项研究于4月17日发表在《Current Biology》上，结论是为了取得有效的结果，生物学家必须采取激进的方法：在多代中仅繁殖1-5%具有较高耐热性的珊瑚。 Adriana Humanes博士和Liam Lachs博士追踪了一群珊瑚的谱系长达八年，绘制了生长和存活等特征的遗传方式。他们发现，遗传选择必须直接集中在珊瑚宿主上，忽略其共生藻类。 关键结果 更高的耐热性：增加耐热性不会牺牲生长或繁殖。 自然适应速度不足：自1980年代以来，珊瑚的耐热性每十年仅增加0.1°C，而海洋的升温速度是其两倍。 强有力且持续的选择：是实现珊瑚持久性显著进展的唯一途径。 研究优先事项 在《Nature Reviews Biodiversity》上发表的一项平行分析汇集了28位专家，他们警告说，目前的研究速度不足。指出的九个优先事项包括： 建立大规模的现场研究中心。 确保3到7年的资助周期，这是珊瑚繁殖所需的生物时间。 在极端热浪期间，将实验室珊瑚物理保护，转移到更深的水域。 辅助进化与缓解 辅助进化通过选择性繁殖加速遗传适应。2024年在《Nature Communications》上发表的一项研究证实，选择的珊瑚可以承受每周多达1°C的额外热应激。然而，研究人员强调，这种技术不能替代减少温室气体排放的必要性，这是海洋变暖的主要原因。 珊瑚礁的生态重要性 珊瑚礁是重要的生态系统： 生物多样性：尽管覆盖不到1%的海洋，却栖息了25%的海洋生物。 重要栖息地：为无数物种提供繁殖和觅食场所。 海岸保护：减少多达97%的波浪能量，作为风暴的天然屏障。 沙子生产：如鹦鹉鱼等鱼类产生加勒比海滩特有的白沙。 社会经济重要性 粮食安全和就业：超过5亿人依赖珊瑚礁通过渔业和旅游业谋生。 经济价值：估计每年净收益超过298亿美元。 旅游和娱乐：是生态旅游收入的关键来源。 医学：因其天然化合物而启发生物医学研究。 辅助进化提供了一种强大的工具来提高珊瑚的耐热性并防止其崩溃。然而，其成功取决于严格的遗传选择、持续的资助以及减少全球排放的平行行动。 珊瑚礁对生物多样性和人类至关重要，需要紧急和协调的响应，以在快速变暖的世界中生存。

工程师们来自普林斯顿大学开发了一代新的软体机器人，能够仅使用热量移动，无需电机或外部庞大的系统。 这一进展标志着软体机器人领域的一个里程碑，该领域在医学、危险环境探索和高精度任务中具有巨大潜力。 运动背后的技术 秘密在于一种液晶弹性体，这是一种分子结构可以编程以响应热量的聚合物。通过以控制的分子对齐打印材料，创建了作为柔性铰链的区域。当这些区域被加热时，它们以可预测的方式弯曲，使机器人根据任务折叠和展开。 在打印过程中，工程师们在机器人的机身中集成了柔性电路板，这消除了组装步骤并提高了可靠性。这些电路允许以极高的精度加热特定区域，并配备了温度传感器，提供实时反馈，纠正重复运动中的偏差。 源于折纸的灵感 设计基于折纸的数学模型，与专家Glaucio Paulino合作。作为演示，团队构建了一个鹤形机器人，能够在施加电力时拍打翅膀并进行重复运动而无明显磨损。 材料与电子的整合 该计划起初是David Bershadsky的毕业论文，他寻找一种有效的方法来创建能够通过体积控制改变形状的机器人单元。与Davidson和Paulino教授一起，他还开发了一种软件工具，使其他研究人员能够设计类似的机器人，并与研究数据一起提供。 Bershadsky强调，最大的挑战是整合非常不同的技术：智能材料、柔性电子和热控制。克服这一困难使机器人能够作为一个连贯的单元运行，而不依赖于传统的机械组装。 潜在应用 这种方法为更加自主、轻便和多功能的软体机器人打开了大门，能够在以下领域操作： 微创手术，其中精确性和灵活性至关重要。 无法进入的环境探索，如污染区域或狭小空间。 自适应智能设备，能够根据任务改变形状。 通过热量和集成电子控制运动的能力可能允许软体机器人的可扩展制造，以在人体内部或极端环境中操作。 普林斯顿的进展代表了向不依赖传统电机的新一代软体机器人的迈进。其设计结合了材料创新、集成电子和热控制，为医学、工业和科学挑战提供了实用解决方案。这一发展为软体机器人在先进手术、远程探索和智能技术中成为主角的未来打开了大门。

新南威尔士州政府启动了一项公众咨询程序，以宣布为遗产的白崖太阳能中心，这是澳大利亚的第一个太阳能热发电厂。该倡议邀请市民通过官方调查参与。 此外，该工厂被认为是世界上第一批商业太阳能热发电设施之一。因此，其历史和技术价值使其成为能源转型的标志。 因此，其可能的认可旨在保护清洁能源发展中的一个里程碑。同样，它也强调了保护先锋基础设施的重要性。 澳大利亚心脏地带的一个超前项目 该中心由澳大利亚国立大学于1980年建造。选择的地点是白崖，因为其太阳辐射水平高。 此外，该系统配备了14个抛物面盘，每个盘上覆盖超过2000个镜子。在这种情况下，该技术可以有效地集中太阳能。 此外，该工厂产生的过热蒸汽为发电机提供动力。因此，它为当地社区提供能源，在太阳能生产方面树立了先例。 技术演变与历史认可 随着时间的推移，该设施进行了改造。在1997年，它被改造成一个水冷却的光伏电池系统。 然而，该工厂于2005年停止运营。因此，其关闭标志着一个阶段的结束，但并未削弱其历史意义。 随后，澳大利亚工程师协会承认该地点为遗产。因此，它被强调为第一批商业太阳能发电厂之一。 太阳能热发电的当前挑战 尽管有其优势，太阳能热发电面临限制。其中，电网饱和减少了其潜在产量。 此外，估计由于这个原因，年发电量下降20.1%。因此，提出了改善能源基础设施的必要性。 另一方面，这些挑战显示了整合不同可再生能源的重要性。这样可以增强电力系统的稳定性。 什么是太阳能热发电厂，它如何运作及其环境效益？ 一个太阳能热发电厂是一个利用太阳辐射发电的设施。首先，它使用镜子或透镜将太阳光集中在一个特定点。 此外，这个热量用于产生蒸汽，驱动连接到发电机的涡轮机。因此，间接地将太阳能转化为电力。 此外，与光伏面板不同，太阳能热发电可以储存热量。因此，即使没有阳光，它也可以发电。 另一方面，其环境效益显著。它减少了温室气体排放，降低了对化石燃料的依赖。 最后，它有助于多样化能源结构。因此，它被视为应对气候变化的关键替代方案。