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至新材料改变生活

2021-09-18 | 服装知识
新材料改变生活

近日,斯坦福大学Shanhui Fan等开发出1种新材料,它基于塑料纺织,本钱低廉,如果用它做衣服,会比现在的天然织物或化纤织物更有效地给身体降温。 “空调衣”在身,妈妈不再用担心我会热坏了。斯坦福大学的工程师们在Science中描写他们的工作时称, 我们研发的这1新系列面料,成有望成为让人们在酷热天气不需空调而保持凉爽的“空调衣”的基础 。

斯坦福大学材料科学与工程和光子学副教授Cui Yi说:“如果能给身体降温,而不是给工作或生活的房屋降温,这能有效解决能源。”这类新材料的工作原理是每种材料都有其相应的优缺点让穿着者身体以两种方式散热,江苏金发科技具有研发人员35人比穿纯棉衣物低近 4华氏度。该材料可以通过汗水蒸发来降温,目前1些普通面料已这样做了。但斯坦福的材料具有第2级的、革命性的冷却机制:允许身体发出的热以红外线穿过塑料织物的方式来散热。红外光是1种无形和长波长的光,所有对象,包括我们的身体,都以红外光的情势对外辐射热量。毯子通过捕获接近人体的红外热排放来温暖我们。正是我们的身体发出的红外热辐射,让夜视镜能在黑暗中可看见我们。

专擅长光电子的电气工程教授Shanhui Fan,在可见光和不可见光的研究中说:“当我们坐在办公室的时候,我们的身体热量的40%到60%耗散为红外辐射,但到现在为止几近没有纺织品散热特性的相干设计研究。”

超级的厨房包装

为了发展自己的冷却纺织技术,斯坦福大学的研究人员在聚乙烯中混合纳米技术、光子学和化学技术,试图使服装材料具有新的特性:它允许热辐射、空气和水蒸汽等正常通过,但阻隔可见光。最简单的属性是允许红外辐射穿过材料,由于这是普通聚乙烯食品保鲜膜就具有的特性。固然,厨房更需要的是不透水、透明的塑料,但服装领域却不行。

斯坦福大学研究人员逐1解决这些问题。

首先,他们发现聚乙烯的变型中,有1个特定的纳米结构是对可见光不透过但是对红外辐射透过,能够让身体热量散失,是电池制造经常使用的。这提供了对可见光不透过但热辐射透过测试精度高、实现实验了进程自动化的节能基础材料。团队成员Po-Chun Hsu说:“再经过化学处理来水解作用可以明显增加尼龙的韧性改性工业聚乙烯,使水蒸汽份子通过塑料纳米孔蒸,使塑料能像天然纤维那样呼吸。”

制衣

这1成功意味着让研究人员得到了满足具有冷却功能织物的3个基本条件的单层材料。为了使这个薄的材料更合适做衣服,他们制造了3层系列:两片聚乙烯由棉网布分离处理以到达所需的强度和厚度。为了测试新材料的冷却潜力与同厚度的棉织物的冷却能力,他们在两种材料的样品放在袒露皮肤1样温暖的表面,丈量每种材料保有多少热量。Fan风趣地说到:“穿甚么都会保有1定的热量,使皮肤温暖。如果散热的热辐射是我们唯1关心的,那末只能甚么都不穿了。”实验对照结果表明,棉织物比新型冷却织物使皮肤表面温度高3.6 #730;F。研究人员说称这类差别意味着,穿着新材料衣服的人可能不乐意打开风扇或空调。

研究人员进1步的工作包括向材料添加更多的色采、纹理和布样特性等。“如果你想1个纺织品,你必须要能够大幅下降本钱。”Cui如是说。

这1研究成果为冷却或加热的材料研究开辟了新途径,如此1来,不使用外部能源,可通过调剂材料的红外辐射消散或陷落来到达控温的目的。

“事后看来,我们所做的有些东西可能看起来很简单,这是由于很少有人真正去寻觅能够工程化的,并且具有辐射特性的纺织品材料。”Fan说道。