幾十年來，雖然高科技熱性能面料一直處于不斷創(chuàng)新中，它能使馬拉松運(yùn)動(dòng)員保持涼爽或使登山者維持體溫，但從未有一種材料能根據(jù)環(huán)境條件的變化而改變自身熱性能。
《科學(xué)》（Science）雜志2月9日?qǐng)?bào)道，美國(guó)馬里蘭大學(xué)（University of Maryland）的研究人員發(fā)明了首種可以自動(dòng)調(diào)節(jié)熱量的織物——在溫暖潮濕的環(huán)境下，例如身體出汗區(qū)域，織物允許紅外輻射(熱量)通過，從而有效散失熱量。當(dāng)天氣變得涼爽干燥時(shí)，織物則會(huì)減少熱量的散失。這種織物由涂有碳納米管的特殊工程紗線制成。在濕熱條件下，紗線會(huì)收縮并激活涂層，從而改變織物與紅外輻射的相互作用方式。研究人員將織物的這種作用稱為紅外輻射的“門控”。論文通訊作者、馬里蘭大學(xué)化學(xué)和生物化學(xué)系王育煌（YuHuang Wang）教授說：“這是第一項(xiàng)動(dòng)態(tài)控制紅外輻射的技術(shù)！
新型織物的底紗是由兩種不同的合成材料制成的纖維組成的，其中一種材料吸水，另一種材料防水。紗線表面由碳納米管涂層所覆蓋。由于纖維材料既疏水又吸水，當(dāng)其暴露在潮濕環(huán)境中時(shí)，纖維就會(huì)出現(xiàn)翹曲現(xiàn)象。這種變形效果會(huì)使紗線更緊密地結(jié)合在一起，進(jìn)而產(chǎn)生兩種作用效果。首先，它會(huì)打開織物上的孔隙，使熱量更容易散失，形成微弱的冷卻效應(yīng)。其次，它改變了涂層中碳納米管之間的電磁耦合。王育煌教授說：“你可以把這種耦合效應(yīng)簡(jiǎn)化想象成無線電天線為了達(dá)到共振而產(chǎn)生的彎曲。當(dāng)纖維收縮時(shí)，輻射通量就會(huì)發(fā)生變化！笨椢锏恼{(diào)節(jié)反應(yīng)幾乎是在瞬間發(fā)生的，因此在人們意識(shí)到自己太熱之前，衣服就已經(jīng)在給他們降溫了。與此相對(duì)應(yīng)，當(dāng)人體溫度降低時(shí)，動(dòng)態(tài)門控又會(huì)進(jìn)行反向運(yùn)作以捕捉熱量。
論文通訊作者、馬里蘭大學(xué)物理系歐陽(yáng)敏（Min Ouyang）教授說：“人體是一個(gè)完美的散熱器？v觀歷史，調(diào)節(jié)人體溫度的唯一方法似乎只有穿脫衣物。我們?cè)O(shè)計(jì)的新型織物是真正意義上的雙向調(diào)節(jié)器！钡驴怂_斯大學(xué)(University of Texas)化學(xué)系教授Ray Baughman認(rèn)為這項(xiàng)工作為調(diào)節(jié)衣物的舒適性提供了新思路。
雖然這項(xiàng)研究距離商業(yè)化還比較遙遠(yuǎn)，但研究人員表示，新織物的兩大優(yōu)勢(shì)不容小視：纖維材料很容易獲得，而且能在標(biāo)準(zhǔn)染色過程中添加碳納米管涂層。歐陽(yáng)敏教授說：“我認(rèn)為，能夠?qū)⑦@種‘門控’現(xiàn)象應(yīng)用到服裝面料性能的改善工作中是一件令人非常興奮的事情！
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