《Science》公布第一款能自动调节温度的面料

http://www.texnet.com.cn/ 2019-02-25 15:33:48 来源:纺织导报官微

  尽管人们在高科技功能性面料上进行了数十年的研究与创新,开发出多种吸湿透气或者保暖面料应用于户外运动服装,但目前为止,还从未有通过响应环境变化而改变自身隔热性能的材料出现。

  近日,美国马里兰大学的研究人员开发了一种可自动调节通过其热量的面料。2019年2月8日的《Science》杂志公布了这项研究成果。当外界环境条件温暖、潮湿时,例如在夏天大量出汗时,该织物允许人体的热量散出。当外界环境条件变得凉爽、干燥时,织物则会帮助减少人体热量的散发,起到保暖作用。

  研究人员用涂覆导电材料的功能纱线制作了这款面料。在炎热、潮湿的条件下,纱线束会收紧并激活涂层,改变了织物与红外辐射的相互作用方式。他们称这种功能为红外辐射的“门控”,通过这扇“门”的打开和闭合,可以调节传输的热量。这是首次以“动态门”的方式控制红外辐射。

  制成该纱线的纤维由两种不同的合成材料组成,一种吸水,另一种疏水。纱线表面涂有碳纳米管涂层,该涂层是一种特殊的轻质碳基导电材料。由于纤维材料既能吸水又能疏水,所以当它暴露于潮湿环境(如出汗的人体周围)时,纤维会弯曲变形,使纱线束收紧。这会使织物中的空隙变大,在促进热量散出的同时,改变了涂层中碳纳米管之间的电磁耦合。

  这是一种很容易理解的作用方式,可以想象成把两根天线靠近来调节它们接收到的电磁波。同理,当两根纤维靠近时,它们之间的辐射作用就会发生变化。在服装中,就体现为面料与人体散发的热量相互作用。

  基于调节作用,该织物要么阻挡红外辐射,要么允许红外辐射通过。其反应几乎是瞬间产生,所以在人们意识到热之前,衣服就已经在自动调节降温了。反之,动态门机制反向工作,则捕捉热量,为人体保暖。

  这项研究首次证明了纺织品能够调节其与环境之间的热交换。据研究人员称,用于该纺织品的纤维材料很容易获得,而且在标准染色过程中很容易实现碳涂层的添加,因此,将这种“门控”现象应用于功能纺织品的开发具有非常重要的意义。

文章关键词: 自动调温面料   
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