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有了这种新纤维 以后大概就不需要有空调了

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有了这种新纤维 以后大概就不需要有空调了

从人体自身调节温度而非通过外部能量进行冷却,从而节约能源、减少二氧化碳排放,是研究人员的终极目的。

图片来源:视觉中国

穿着塑料制成的衣服并且还能让人感到凉快?斯坦福大学的研究或许能将它变成现实。

《自然》杂志最近发表了斯坦福大学科学家的报告,据该报告介绍,一种具有多孔结构的纳米聚乙烯(nanoporous polyethylene,下称NanoPE)纤维可以制造出与传统布料透气性和耐穿性相当的服饰,穿着这种纤维制成的衣物能帮助人体降温4℃。

在模拟实验中,覆盖NanoPE材料的模拟皮肤表面温度只会上升0.8℃;同样条件下,棉制材料(单面针织布)则会令温度增加3.5℃,而另外一种高密度聚乙烯纤维制成的无纺布材料则会令温度增加2.9℃。

人体散发热量的形式主要有两种,排汗和辐射红外线。在非运动状态下,人体50%的热能是通过辐射红外线向外散发的。普通的纺织品,虽然能透过织物上的“网眼”达到对流散热的效果,但会拦截人体向外散发的红外线热辐射,不利于人体散热。而NanoPE这种具有特殊多孔微观结构的聚乙烯材料,既能透过红外光线,也可以保持舒适和透气性。

NanoPE由聚乙烯改造而成。普通的聚乙烯材料只能反射环境中20%的可见光,NanoPE却能反射99%的可见光。这一点,确保了这种材料制成的服装不会变成透视装。这是因为,在NanoPE材料中,分布着许多连通的孔隙,它们的直径从50到1000纳米不等。这个孔隙的直径范围涵盖了可见光波长的范围(400-700纳米),因此它会让可见光发生明显的散射,使得材料变得不透明。同时,由于人体自身产生的红外热辐射波长为7微米至14微米,NanoPE便可以让热辐射通过。根据测试数据,NanoPE材料可以让96%的红外热辐射穿透,而棉布只能允许1.5%透过。

NanoPE最早被用作锂离子电池里的隔离材料。为了让这种纤维更适合穿着,研究人员用聚多巴胺(PDA)涂层对散热材料进行了亲水性处理,这增加了NanoPE的毛细作用效果,可以更好地排汗。同时,棉线网布的加入使得织物强度增加,变得更加耐用。

从人体自身调节温度而非通过外部能量进行冷却,从而节约能源、减少二氧化碳排放,是研究人员的终极目的。

要想真正让NanoPE被广泛应用于服装制造,科学家们还需要在增加材料的舒适度和降低其生产成本上下功夫。斯坦福的研究人员也在尝试给它加入颜色和其他衣物材料以获得更多的可能性。

据这份报告的首席研究作者、斯坦福大学材料科学和工程专家崔屹介绍,就应用方面而言,这款材料不仅可以用作散热极佳的衣料来加工制作衣服,类似野外的帐篷、车辆遮阳罩、防紫外线大棚等户外设施也可以应用。

除了这种可以降低人体皮肤温度的衣服材料,崔屹所领导的小组还在去年研制出了一种与此特性相反的衣物材料。研究员将涂有银纳米线材料的纤维制成布料,这种布料不仅隔热,还可以反射平均40.8%的人体红外线热辐射能量。

未经正式授权严禁转载本文,侵权必究。

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从人体自身调节温度而非通过外部能量进行冷却,从而节约能源、减少二氧化碳排放,是研究人员的终极目的。

图片来源:视觉中国

穿着塑料制成的衣服并且还能让人感到凉快?斯坦福大学的研究或许能将它变成现实。

《自然》杂志最近发表了斯坦福大学科学家的报告,据该报告介绍,一种具有多孔结构的纳米聚乙烯(nanoporous polyethylene,下称NanoPE)纤维可以制造出与传统布料透气性和耐穿性相当的服饰,穿着这种纤维制成的衣物能帮助人体降温4℃。

在模拟实验中,覆盖NanoPE材料的模拟皮肤表面温度只会上升0.8℃;同样条件下,棉制材料(单面针织布)则会令温度增加3.5℃,而另外一种高密度聚乙烯纤维制成的无纺布材料则会令温度增加2.9℃。

人体散发热量的形式主要有两种,排汗和辐射红外线。在非运动状态下,人体50%的热能是通过辐射红外线向外散发的。普通的纺织品,虽然能透过织物上的“网眼”达到对流散热的效果,但会拦截人体向外散发的红外线热辐射,不利于人体散热。而NanoPE这种具有特殊多孔微观结构的聚乙烯材料,既能透过红外光线,也可以保持舒适和透气性。

NanoPE由聚乙烯改造而成。普通的聚乙烯材料只能反射环境中20%的可见光,NanoPE却能反射99%的可见光。这一点,确保了这种材料制成的服装不会变成透视装。这是因为,在NanoPE材料中,分布着许多连通的孔隙,它们的直径从50到1000纳米不等。这个孔隙的直径范围涵盖了可见光波长的范围(400-700纳米),因此它会让可见光发生明显的散射,使得材料变得不透明。同时,由于人体自身产生的红外热辐射波长为7微米至14微米,NanoPE便可以让热辐射通过。根据测试数据,NanoPE材料可以让96%的红外热辐射穿透,而棉布只能允许1.5%透过。

NanoPE最早被用作锂离子电池里的隔离材料。为了让这种纤维更适合穿着,研究人员用聚多巴胺(PDA)涂层对散热材料进行了亲水性处理,这增加了NanoPE的毛细作用效果,可以更好地排汗。同时,棉线网布的加入使得织物强度增加,变得更加耐用。

从人体自身调节温度而非通过外部能量进行冷却,从而节约能源、减少二氧化碳排放,是研究人员的终极目的。

要想真正让NanoPE被广泛应用于服装制造,科学家们还需要在增加材料的舒适度和降低其生产成本上下功夫。斯坦福的研究人员也在尝试给它加入颜色和其他衣物材料以获得更多的可能性。

据这份报告的首席研究作者、斯坦福大学材料科学和工程专家崔屹介绍,就应用方面而言,这款材料不仅可以用作散热极佳的衣料来加工制作衣服,类似野外的帐篷、车辆遮阳罩、防紫外线大棚等户外设施也可以应用。

除了这种可以降低人体皮肤温度的衣服材料,崔屹所领导的小组还在去年研制出了一种与此特性相反的衣物材料。研究员将涂有银纳米线材料的纤维制成布料,这种布料不仅隔热,还可以反射平均40.8%的人体红外线热辐射能量。

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