Shu Yang 操纵材料创造应对气候变化的发明

约瑟夫·博尔多尼亚（Joseph Bordogna）教授兼材料科学与工程系主任杨澍（Shu Yang）从仿生学的角度看待她的研究：生命形式和自然形状激发了她独特的工程解决方案，涵盖农业、建筑制冷和供暖以及可逆粘合剂。对于同时担任化学和生物分子工程职位的杨来说，她的每一项创新都始于基本层面的变革，然后可以发展成为可扩展且有影响力的产品。她的创造性方法、广泛的主题和大量的应用发明使她被评为今年的宾夕法尼亚大学创新中心年度发明家。

“我不断问自己，什么样的研究和什么样的新技术将产生最大的社会影响？”杨说。“我喜欢检查建筑材料、窗户甚至粘合剂等产品，并询问我的小组成员如何才能更有效并消耗更少的能源。我一遍又一遍地向大自然寻找答案。

Yang 使用类似于折纸的亚洲切割和折叠材料艺术 kirigami 在她自己的发明中模仿自然界结构和功能之间的联系。正如蜂箱中细胞的六边形形状使整个结构保持凉爽而不需要外部能源一样，杨的发明之一，采用kirigami技术设计，被动地从空气中抽取水。

“我们创造了kirigami集水器，由独特的3D金字塔结构组成的塑料片，”杨说。“金字塔结构本身将空气困在漩涡中，就像迷你龙卷风一样。在这些微小的龙卷风中，空气中的水分在吸引水的化学涂层的帮助下被拉到桐纸片的表面。最初的设备是为了在对大型室内和室外空间进行除湿的同时提供雾气淡水，但它可以应用于广泛的需求。

作为美国能源部耗资 220 万美元的多所大学项目的一部分，Yang 正在重新设计这些 kirigami 集水器，用于木材干燥，这是木材燃烧产生热量和电力之前所需的过程。该项目将帮助木材干燥行业到2035年实现无碳污染的电力使用。

这个故事的作者是梅丽莎·帕帕斯（Melissa Pappas）。在《今日宾夕法尼亚工程》上阅读更多内容。