來自美國馬裡蘭大學化學、物理專業的 11 位研究人員研發出了一種新型紡織面料,亮點在于能夠根據外部環境的溫度、濕度條件,自動調節性能以“捕獲”或釋放熱量。研究論文于 2 月 8 日發表在 Science雜志上。
這種新型面料能夠動态管理紅外輻射——我們人體便主要通過紅外輻射的吸收或散發來調節熱量——它的秘密在于一種塗有碳納米管(特殊的輕質碳基導電金屬)薄層的合成纖維,其對紅外輻射十分敏感,能夠根據環境自動變化:當身體出汗時,随着溫度和濕度的升高,纖維發生翹曲,導緻紗線更緊密地坍縮,織物“毛孔”被打開,從而允許紅外輻射(熱量)通過,利于透氣和散熱;相反,在較涼爽和幹燥的環境下,紗線膨脹而松散,“毛孔”縮小,由此減少熱量的逸出。
這種功能被稱作紅外輻射的“門控”,研究人員稱它對熱輻射的改變達到了 35% 以上。
“人體是一個完美的散熱器,而這種面料是真正的雙向調節器”,據 Science Daily,論文的作者之一、馬裡蘭大學物理學教授Min Ouyang 說:“這是第一種通過動态控制紅外輻射技術,調節與環境的熱交換的紡織品。”
過去數十年,人們在高科技熱性能的織物上探索不斷,例如運動品牌們争相推出讓馬拉松運動員、高山徒步者等保持涼爽或溫暖的功能服裝。這些服裝大多通過兩種方式實現溫度調節:一是增加透氣性以使熱量逸出,二是在劇烈活動後迅速将汗液吸收、蒸發。
對于這一新型面料的研發價值,來自得克薩斯大學的化學教授 Ray Baughman給予了積極肯定:“這項開創性的工作為提升服裝舒适性提供了令人興奮的新可能”,他告訴 Science Daily:“之前沒有人找到這種方法,通過紡織品的孔隙率和紅外輻射穿透性的自動改變,來适應環境變化。”
新型面料什麼時候會真正應用于服裝消費市場?可能還需要等待一段時間,因為成本和設計都需要納入考量。不過研究人員表示,這個過程并不困難,制造基礎纖維需要的材料很容易獲得,而碳納米管塗層也可以在任何标準的染色過程中應用。
據 Science News,另一位研究參與者、馬裡蘭大學化學教授 YuHang Wang 認為,這種材料可以應用于制作運動服或嬰兒服裝——嬰兒在太熱或太冷時都無法表達。
題圖來源:Faye Levine, University of Maryland
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