华中科技大学开发出可以使人体凉爽的制衣材料

美国死亡谷地表温度刚刚已经突破80℃,而国内今天多地气温在33℃以上。在高温环境里生活,已经成了人类需要面对的挑战——预计未来会有越来越致命热浪,甚至使一些地区无法居住。

中国科学家开发出一种新织物材料可以保持人体凉爽。一种能在很大程度上反射光线和热量的织物。

这一新兴的技术领域被称为个人热管理(PTM),在一项新的研究中,研究人员说他们的 "元织物metafabric" 有朝一日可以帮助穿着者适应高温天气。

华中科技大学第一作者Shaoning Zeng领导的团队在论文中解释说:"metafabric表现出高效的辐射冷却性能,并为PTM提供必要的透气性和穿着舒适性。

metafabric使用氧化钛-聚乳酸复合纳米粒子与聚四氟乙烯(PTFE)薄层贴合,强烈反射光线,包括可见光(VIS)和中红外(MIR)及紫外线(UV)范围内的辐射。

从理论上讲,反射大部分电磁波,可以减少自身吸收的热量。

研究人员写道:"如此广泛的纳米颗粒分布,当与PTFE纳米珠结合时,提供了跨越紫外-可见光-近红外波段的广谱散射和反射能力。”

研究人员在广州的晴空条件下测试了材料的潜力。"在11:00和15:00之间的峰值太阳辐射下,metafabric的温度分别比棉、氨纶、雪纺、亚麻和裸露皮肤模拟器的温度低约5.0°、6.8°、7.0°、5.8°和10.2°C。"

在另一项更接近真实世界条件的测试中,一名志愿者在阳光直射环境里躺了一个小时——穿着一件特殊的背心,一半是由metafabric制成,另一边是商业棉。

外部热像仪测量出背心两边的温度差为3.4°C,但织物下面的热传感器显示背心内侧的差异更明显——metafabric的一半比棉布覆盖的一侧大约低4.8°C。

在另一个实验中,将metafabric覆盖在一辆汽车上,汽车的内部温度比没有覆盖物的汽车低约30℃,比使用商用车罩的汽车内部低约27℃。

虽然metafabric显示出确凿的效果,但由于当前实验只涉及静止对象和物体,对移动个体的效果还有待观察。

目前还不清楚如何为织物漂染和着色,因为这可能会影响其反射能力,但未来的研究和实验有望解答这些未知问题。

有利的一面,研究人员说这种材料与商业缝纫技术兼容,并表现出与商业织物相当的机械性能,包括耐久性和防水性。

研究人员告诉《科学新闻》,他们估计metafabric的生产成本很低廉,也许只比典型的服装制造成本高10%左右。

如果有商业伙伴的加盟,研究人员希望用这种metafabric制造的产品最快可以在一年后上市。

"这些结果显示了在各种复杂情况下商业应用的巨大潜力,例如智能纺织品、遮阳产品、物流运输。通过刺绣、切割和缝纫,metafabric可以被整合到不同场景的各种产品中,如服装、帐篷、汽车罩、窗帘和遮阳篷"。

具体报道请见《科学》。

https://www.sciencealert.com/new-metafabric-could-passively-cool-the-human-body-by-almost-5-degrees-celsius


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本文链接:https://www.chanfou.cn/news/20210796.shtml

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