科学家发明首种可自动调温的织物

导读：2019年2月8日，《Science》期刊报道了首种可自动调温的织物。该织物含有纳米管涂层，具红外辐射“门控效应”，可根据环境自动调节温度。在温热潮湿环境下，这种织物允许红外辐射通过，从而有效散失热量，在凉爽干燥环境下则减少热量散失。

红外辐射占人体与环境热交换的40%以上，然而我们的皮肤和纺织品都不能动态地控制这个用于热传输的光通道。尽管一些人工结构如光子晶体、复合结构和纳米孔聚乙烯薄膜等已实现辐射冷却，但它们对环境变化没有响应，缺乏双向调节加热和冷却的有效机制。在实际纺织品中，动态地控制红外辐射具有挑战性。

近日，美国马里兰大学的研究人员在《Science》期刊发表了题目为“Dynamic gating of infraredradiation in a textile”的研究论文。研究人员用涂有少量碳纳米管的特殊设计纤维制成纺织品，可有效地调节35%以上的红外辐射。这种特殊的织物在湿热条件下，纱线会收缩并激活涂层，缩小了纱线中导电材料之间的距离，增强了导电材料之间的电磁耦合，产生共振电磁耦合效应，使纺织品的辐射率更好地匹配人体的热辐射，允许红外辐射（热量）通过，改变织物与红外辐射的相互作用方式，研究人员将其称为红外辐射“门控效应”。

具红外辐射“门控效应”织物的设计原理

织物的智能调节作用几乎在瞬间完成，当人们意识到自己太热或太冷之前，动态门控效应已开始降温或捕捉热量。由于原材料易得，且在标准染色工艺中很容易添加碳纳米管涂层，可进一步加快该技术的商业化进程。

利用红外辐射“门控效应”，具有局部热管理功能的可穿戴设备未来可能会取得突破，从而降低与建筑物供暖和制冷的能源成本，也能提高人类适应苛刻环境的能力。

供稿人：周肖贝

来源：《科技产业前沿》2019年第2期

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