Science：斯坦福大學(xué)開發(fā)降溫紡織品，穿上就涼涼的

新一期的Science上報道了一項(xiàng)新研究：斯坦福大學(xué)的工程師開發(fā)了一種低成本、基于塑料的紡織品。如果將它們織成衣服，可以有效地將身體冷卻，效果遠(yuǎn)好于我們今天穿的通過天然或合成織物而成衣服。
研究人員認(rèn)為，這種新的紡織品可能作為成衣的布料，讓人們在炎熱的夏天即使沒有空調(diào)也能保持涼快。
斯坦福大學(xué)材料科學(xué)與光科學(xué)工程學(xué)院的助理教授Yi Cui表示，如果可以直接冷卻人體，而不是工作或生活的建筑，這將顯著節(jié)省能源。
這種新材料的工作原理，是通過兩種方式允許身體排出熱量，使穿著者感到比他們穿的棉質(zhì)衣服要低4華氏度（Fahrenheit）左右。
一般情況下，通過汗水蒸發(fā)讓該材料冷卻，一些普通的面料也已經(jīng)可以做到。但斯坦福大學(xué)提安心供了第二個革命性的冷卻機(jī)制：讓體內(nèi)熱量作為身體發(fā)出的紅外輻射，通過新型紡織品散熱。
眾所周知，包括我們身體在內(nèi)的所有物體，都是以紅外輻射（一種不可見且良性的光）的形式散熱；毛毯等覆蓋物通過捕獲身體排放的紅外輻射讓身體保持溫暖。這種從身體中逃離的熱輻射可以在黑暗中通過夜視鏡窺探。
Shanhui Fan是一名從事光子學(xué)的電氣工程教授，主要研究可見光與不可見光。他表示，當(dāng)我們坐在辦公室里時，40%到60%的身體熱量通過紅外輻射排出，到目前為止，還沒有研究是通過設(shè)計紡織品的熱輻射特性來降溫。
超級廚房包裝

為了開發(fā)出具有冷卻功能的紡織品，斯坦福大學(xué)的研究人員在一種聚乙烯材料上聯(lián)合使用了納米技術(shù)、光子學(xué)和化學(xué)技術(shù)等，后者是一種我們可以在廚房包裝上使用的清新、緊貼型塑料。
聚乙烯具有一些服裝材料的特性，如允許熱輻射、空氣和水蒸氣穿過，對于可見光而言是不透明的，但它是不透水的，因此斯坦福大學(xué)的研究人員需要解決其缺陷。
博士后學(xué)者和團(tuán)隊成員Po Chun Hsu表示，他們發(fā)現(xiàn)了電池里常用的聚乙烯的一種變體，它具有特定的納米結(jié)構(gòu)，對可見光不透明，但對紅外輻射透明可以讓身體的熱量逃逸。然后他們把這種變體通過工業(yè)改良，制成改性聚乙烯的化學(xué)物質(zhì)，使水蒸氣分子通過塑料納米孔蒸發(fā)，讓塑料像天然纖維一樣的呼吸。
做衣服
這一成功，讓研究人員找到了滿足他們3個基本標(biāo)準(zhǔn)用來制作冷卻織物的單一材料。為了使這種薄材料更具有紡織品特性，研究人員創(chuàng)造了三層結(jié)構(gòu)：兩張?zhí)幚淼木垡蚁┍灰粋€強(qiáng)度和厚度適宜的棉網(wǎng)分離。
為檢驗(yàn)這種三層結(jié)構(gòu)是否比棉布更具有冷卻潛力，他們把材料商的每一小塊放在裸露的皮膚上，并測試其溫度。 Shanhui Fan教授表示，穿任何織物都或多或少使得皮膚更溫暖，如果散熱輻射是我們的關(guān)注，那么好什么也不穿。不過比較表明：穿傳統(tǒng)棉織物會使皮膚表面的溫度比比穿這種新型制品高3.6華氏度（Fahrenheit），這種差異意味著一個人穿著他們的新材料可能不需要打開風(fēng)扇或空調(diào)。
此外，研究人員表示，目前已經(jīng)適應(yīng)電池行業(yè)的批量生產(chǎn)材料可以使它更容易創(chuàng)造產(chǎn)品，但他們正在進(jìn)一步深入工作，包括增加更多的顏色、紋理和布狀等特點(diǎn)。
Yi Cui教授表示，如果你想做一個紡織品，你必須對這項(xiàng)研究開辟新的途徑以滿足原材料廉價的需求。這項(xiàng)研究在沒有使用外部能量的情況下，通過調(diào)整材料消除紅外輻射。若干年后，很多人回過頭來看一定會覺得這很簡單，事實(shí)上很少有人一直在探索紡織品的輻射特性。
https://www.sciencedaily.com/releases/2016/09/160901151933.htm