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新型材料:可以使人體涼爽的制衣材料PTM
中國(guó)科學(xué)家開(kāi)發(fā)出一種新織物材料可以保持人體涼爽。一種能在很大程度上反射光線和熱量的織物。
這一新興的技術(shù)領(lǐng)域被稱為個(gè)人熱管理(PTM)，在一項(xiàng)新的研究中，研究人員說(shuō)他們的 "超織物metafabric" 有朝一日可以幫助穿著者適應(yīng)高溫天氣。
華中科技大學(xué)第一作者Shaoning Zeng領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)在論文中解釋說(shuō)："metafabric表現(xiàn)出高效的輻射冷卻性能，并為PTM提供必要的透氣性和穿著舒適性。
metafabric使用氧化鈦-聚乳酸復(fù)合納米粒子與聚四氟乙烯(PTFE)薄層貼合，強(qiáng)烈反射光線，包括可見(jiàn)光(VIS)和中紅外(MIR)及紫外線(UV)范圍內(nèi)的輻射。
從理論上講，反射大部分電磁波，可以減少自身吸收的熱量。
研究人員寫道："如此廣泛的納米顆粒分布，當(dāng)與PTFE納米珠結(jié)合時(shí)，提供了跨越紫外-可見(jiàn)光-近紅外波段的廣譜散射和反射能力。”
研究人員在廣州的晴空條件下測(cè)試了材料的潛力。"在11:00和15:00之間的峰值太陽(yáng)輻射下，metafabric的溫度分別比棉、氨綸、雪紡、亞麻和裸露皮膚模擬器的溫度低約5.0°、6.8°、7.0°、5.8°和10.2°C。"
在另一項(xiàng)更接近真實(shí)世界條件的測(cè)試中，一名志愿者在陽(yáng)光直射環(huán)境里躺了一個(gè)小時(shí)——穿著一件特殊的背心，一半是由metafabric制成，另一邊是商業(yè)棉。
外部熱像儀測(cè)量出背心兩邊的溫度差為3.4°C，但織物下面的熱傳感器顯示背心內(nèi)側(cè)的差異更明顯——metafabric的一半比棉布覆蓋的一側(cè)大約低4.8°C。
在另一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，將metafabric覆蓋在一輛汽車上，汽車的內(nèi)部溫度比沒(méi)有覆蓋物的汽車低約30℃，比使用商用車罩的汽車內(nèi)部低約27℃。
雖然metafabric顯示出確鑿的效果，但由于當(dāng)前實(shí)驗(yàn)只涉及靜止對(duì)象和物體，對(duì)移動(dòng)個(gè)體的效果還有待觀察。
目前還不清楚如何為織物漂染和著色，因?yàn)檫@可能會(huì)影響其反射能力，但未來(lái)的研究和實(shí)驗(yàn)有望解答這些未知問(wèn)題。
有利的一面，研究人員說(shuō)這種材料與商業(yè)縫紉技術(shù)兼容，并表現(xiàn)出與商業(yè)織物相當(dāng)?shù)臋C(jī)械性能，包括耐久性和防水性。
研究人員告訴《科學(xué)新聞》，他們估計(jì)metafabric的生產(chǎn)成本很低廉，也許只比典型的服裝制造成本高10%左右。
如果有商業(yè)伙伴的加盟，研究人員希望用這種metafabric制造的產(chǎn)品最快可以在一年后上市。
"這些結(jié)果顯示了在各種復(fù)雜情況下商業(yè)應(yīng)用的巨大潛力，例如智能紡織品、遮陽(yáng)產(chǎn)品、物流運(yùn)輸。通過(guò)刺繡、切割和縫紉，metafabric可以被整合到不同場(chǎng)景的各種產(chǎn)品中，如服裝、帳篷、汽車罩、窗簾和遮陽(yáng)篷"。
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