隨溫度提高自動展開，科學家研發如花兒般綻放的摺疊太陽能球

還記得魔術變型伸縮球嗎？那種可以隨心所欲放大縮小的塑膠球，或許是大家的童年回憶之一，而現在美國與瑞士科學家將此概念結合太陽能板，研製出遇熱就能自行「綻放」的摺疊太陽能球，未來或許可以在屋頂、露營，甚至是太空飛行器看到它的身影。

由於空間占地小、易收納易挪移，通常摺疊型設計的產品都備受民眾青睞，對此，瑞士蘇黎世聯邦理工學院與美國加州理工學院也想研發出易於攜帶、設備又能自動展開的太陽能設備，這項設計或許也能成為懶人福音。

在團隊的設計中，他們從童年玩具魔術變型伸縮球（Hoberman）獲得靈感，並結合形狀記憶聚合物（SMP）與太陽能技術，研發出能隨溫度變化展開的特殊摺疊太陽能球。

其中 SMP 是聚合物界的智慧材料，是具有初始形狀的製品，在一定的條件下改變形狀並固定後，只要再透過熱、 電、光、化學感應等外界刺激，就能恢復初始形狀。團隊指出，只要在 40°C 環境下彎曲、摺疊太陽能球，再以冷水、冷空氣「固定」形狀，需要用電時，提高溫度就能讓太陽能球恢復初始形狀。

不過跟魔術變型伸縮球不同的是，這顆太陽能球是從球型展開成扁平型。團隊透過平行摺疊成緊密的螺旋形狀，乍看之下就像是含苞待放的花苞或是電影《功夫》裡面的金花，之後遇熱就會展開成盤狀的組合太陽能板。為了提高展開速度與最大化效率，團隊也有最佳化摺疊方法，僅使用 20 條塑膠鉸鏈。

根據團隊介紹，縮成球的太陽能設備長度僅 25 公分，增溫時太陽能板表面積可在短短 40 秒內擴大 10 倍，膨脹比高達 1,000%，最終尺寸會延長至 75 公分。而該設備發電量則取決於使用何種太陽光電技術，蘇黎世聯邦理工學院機械工程師 Kristina Shea 表示，團隊可以在 SMP 塗上太陽光電材料，使其變成太陽能設備。

這項設計可以運用在各種地方，屋頂、露營、車上皆可，輕巧方便又帶點時尚感，也不需要手動或是插電展開設備，只要加熱溫度即可，Shea 表示，該設備應用在太空飛行器中，吸收太陽輻射來展開，不過人們得先找出能在太空超低溫下轉換形狀的 SMA 材料。目前研究已發表在《Physical Review Applied》。

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（首圖來源：Flickr/Solar Trade Association CC BY-SA 2.0）

資料來源：科技新報https://technews.tw/2019/07/05/hoberman-solar/