棉花吸收皮肤发出的红外线,使你汗流浃背,但是新的纳米多孔织物解决了这个问题
图源:FLICKER
当寒风萧瑟的时候,最好的办法是多穿几层衣服保暖。但是当你必须要处于闷热的环境下,社会规范却相反给出了严格的限制:你仍然需要穿一层衣服。
斯坦福大学的一群研究者表示现在或许能让我们在穿着一层衣物时也保持凉爽。他们研究出一种纳米多孔织物,可以通过散发热量来保持我们身体的凉爽(Science 2016, DOI:10.1126/science.aaf5471)。研究者认为这种织物制造的衣服可以减少空调的能源消耗量。
我们的身体自然散发着热量,其中一部分为波长7-14微米的中红外辐射。为使我们身体凉爽,Yi Cui和他在斯坦福的同事希望设计一种可以允许中红外辐射通过的织物。本质上,他们寻找的是一种能透过中红外辐射的材料。
然而,我们穿着的大部分织物,例如棉花,都含有会吸收这一辐射范围的化学基团。而可以透过中红外辐射的材料聚乙烯,也会透过可见光,这对于服装来说显然不是一种理想性质。
斯坦福的研究小组推断,如果聚乙烯孔隙的直径在50-1000nm,就能散射可见光使衣物不透明但同时允许中红外辐射穿过。幸运的是,这种材料已经存在,电池制造商用这种纳米多孔聚乙烯生产锂离子电池的隔离膜。
Cui和他的同事在模拟皮肤散热的设备上测试了这种材料。与一块棉花相比,纳米多孔聚乙烯可以使“皮肤”温度降低2.7摄氏度。
“这听起来并不是很多,但就能源节约来讲则是巨大的。”麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)的学者Svetlana V. Boriskina在《科学》(Science)杂志中表达了观点。她指出将大楼或家中的调温器仅调高几度,就可以将能源消耗降低近45%。
斯坦福的研究者用几种方法处理纳米多孔聚乙烯,使它拥有更优良的织物性质。例如,他们在它上面涂了一层聚多巴胺,使它能驱走水气。
Boriskina表示,该研究小组展示了一种多功能的织物,但仍有一些问题需要解决,包括测试材料的舒适性和耐用性,以及寻找不会阻挡中红外辐射的染色方法等。
这篇文章被授权摘录于《化学工程新闻》(Chemical& Engineering News)(?American Chemical Society)。文章首次发表于2016年9月1日
翻译:田承硕
审稿:董子晨曦
原文链接:http://www.scientificamerican.co ... st-clothing-around/
留言