文/陳福民

建造智能住宅的新建材
——智能毯

文/陳福民

比爾·蓋茨曾出過一本《未來之路》的書，書中描繪到他在西雅圖附近的一座私人豪宅，建筑面積有4180平方米，造價超過5.3億美元。他稱這是“由硅片和軟件建成的”智能住宅。當(dāng)你進入時，憑你佩戴的電子飾針，豪宅就會知道你是誰，你在哪兒，它會盡一切可能滿足你的要求，甚至是你心想的事。它會根據(jù)胸針上的信息，選擇房間的溫度和你喜好的電視、音樂和電影。當(dāng)你走近L形水池時，音樂噴泉就會演奏相應(yīng)的音樂；所有照明系統(tǒng)會在預(yù)定的時間或者發(fā)現(xiàn)人的動靜時自動開啟或關(guān)閉；可停放10輛汽車的地下車庫，可在電子控制下變成壘球場，隱蔽的攝像機可監(jiān)控每一寸地方，一旦發(fā)現(xiàn)任何意外就立即發(fā)出報警信號。

原來，這幢智能住宅得益于一種叫“智能毯”的新型建筑材料，它可以代替水泥，同時還能利用太陽能，為室內(nèi)提供電能，播放視頻、調(diào)節(jié)溫度、供應(yīng)照明。用這種材料制造房屋的墻壁不僅會說話，還能播放立體電影、調(diào)整房間溫度、給室內(nèi)照明。

然而，構(gòu)成這種神奇的智能毯材料就來自普普通通的塑料可樂瓶的原材料，學(xué)名叫聚酯膜。這是美國費城的建筑師斯蒂芬·基蘭和詹姆斯·廷伯萊克長期以來致力于研究而到造的。實際上，“智能毯”是由兩層聚酯膜構(gòu)成，就像是用聚酯膜制成的三明治一樣。在兩層聚酯膜材料之間有5厘米的空隙，空隙間填充有塊狀的氣凝膠，這是一種多孔的氧化硅絕熱材料，99.8%的組成成分都是空氣。將薄薄的柔性膜材料這樣做基板后，再把一些帶有照明、加熱、能量儲存功能，甚至能顯示信息的微小粒子噴涂在上面。這樣做成的“三明治”式“智能毯”是一種可以在鋁質(zhì)框架上拉伸平鋪的外包裝材料，就像帳篷用的尼龍布一樣，便可以成為隨心所欲地改變它的功能的電子墻壁了。比如說，我們可以將臥室的一面墻設(shè)置成電影墻，或者將客廳的一整面墻變成窗戶。

“智能毯”這種材料最早被美國航空航天局應(yīng)用在“火星探路者號”飛船攜帶的“旅居者號”火星車上。這層5厘米厚的材料的絕熱系數(shù)與填充了聚苯乙烯(一種輕盈、柔軟的粉紅色材料)的43厘米厚的水泥磚墻相當(dāng)。它的外層覆蓋著一層高純度樹脂，其中含有一種相變材料顆粒，在白天能吸收外界的熱量，而夜間溫度下降時則會散發(fā)出熱量。

“智能毯”的外表面帶有微型有機光電太陽能電池，能通過吸收陽光來為有機發(fā)光二極管和內(nèi)部照明系統(tǒng)提供電能。這種太陽能電池與我們熟悉的硅太陽能電池的工作原理差不多，但是制造成本要低得多；硅太陽能電池需要在潔凈的房間內(nèi)，在300攝氏度的高溫下制造，而有機光電太陽能電池在室溫條件下，由廉價的碳基化合物沉積在薄薄的彈性塑料板上就能制成，制造工藝與印刷報紙差不多。

專家們指出，“智能毯”材料大量運用在房屋和普通民宅中，預(yù)計還要10來年的時間。但是，智能毯的概念來自于“智能織品”，這種電子紡織品由導(dǎo)電纖維織成，目前科學(xué)家已將電容式感應(yīng)器與光發(fā)二極管緊密地結(jié)合在一起，應(yīng)用于工業(yè)或商業(yè)用的紡織品中，使紡織品具有自我組織微控制器的網(wǎng)絡(luò)功能，能夠感應(yīng)人體體溫、壓力和震動，可作為位移或火警偵測器之用。這種紡織品除了招展原先的可穿式電子衣功能外，還可在公共建物的地面上嵌一連串的發(fā)光二極管為客人引路；壓力傳感器能夠探測到入侵者；溫度傳感器可以及時發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，同時發(fā)光二極管可以標(biāo)示出撤離的路線；可以把它嵌入在墻壁和支柱中監(jiān)測建筑物的壓力，使檢查人員能夠“看到”建筑物內(nèi)部的健康狀況；另外，還可以把這種智能紡織品覆蓋在軟式飛艇的表面，用發(fā)光二極管的閃爍發(fā)出廣告信息。