穿上就能凉快近5°C!华中大与浙大研制“避暑神器”登Science

如今,地球这个“大火炉”一直在升温,现在的夏天气温已经能分分钟飙到35°C以上。只要一出门,遍地是“熟人”。为了抵御酷暑,科学家们也在想办法。现在就有一支来自华中科技大学与浙大的研究团队制出了一种超织物 (metafabric),能帮你反射光线、减少人体吸收的热量,再加上很透气,穿上它做的衣

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  如今,地球这个“大火炉”一直在升温,现在的夏天气温已经能分分钟飙到 35°C以上。

  只要一出门,遍地是“熟人”。

  为了抵御酷暑,科学家们也在想办法。

  现在就有一支来自华中科技大学与浙大的研究团队制出了一种超织物 (metafabric),能帮你反射光线、减少人体吸收的热量,再加上很透气,穿上它做的衣服能直接让你的体感温度降大约5°C!

  听着就心动了,而且这一真正的夏日“降温神器”也得到了《Science》的认可!

  帮你反射太阳光的超材料

  先来看看它用的什么材料。

  能给你降温的衣服用的自然不一般。

  这种能在阳光直射的室外环境下,无源制冷的光学超织物,采用的是绿色环保、生物可降解的聚乳酸为纤维原料,将它复合成二氧化钛-聚乳酸(PLA)纳米粒子,再引入特定波段光学新特性,就获得了均匀连续的超材料纤维。

  最后在表面贴合聚四氟乙烯(PTFE)薄膜就搞定了(这是服装生产上的一种防水透气常用材料)。

  这种超织物在太阳辐射波段(0.3-2.5 μm)的反射率为 92.4%,太阳光谱大体被分解为三个波段,都交由超材料织物中的不同层次响应,最终实现紫外(UV)、可见-近红外(VIS-NIR)及中红外(MIR)波段的宽光谱精准阻挡。

  如此一来,被该材料覆盖的皮肤或物体的温度自然也就降了。

  但除了凉快,这种材料的优点还有很多:

  防水透气,柔软亲肤

  环保,主要材料可降解

  可产业化

  只需比普通衣物高 10% 的成本就能享受该材料优异的降温性能,这完全可以满足一部分有防护降温需求的人,比如在高温环境中穿着防护服的医务工作人员。

  除此之外,它的纤维强度也足以利用缝纫机在表面上进行图案印染。

  比常见衣物材料降了5°C~7°C

  为了验证它的效果,研究人员做了一系列在真实环境下的实验。

  他们将几种常见的衣物材料在太阳温度最高的 11:00 到 15:00 之间进行暴晒:

  结果发现该材料的温度分别比棉低 5.0°C、比氨纶低 6.8°C、比雪纺低 7.0°C、比亚麻低 5.8°C,以及比裸露皮肤模拟器的温度低 10.2°C。

  为了模拟更真实的情况,他们还让一位实验人员穿着一半棉一半该织物制成的背心晒太阳。

  一小时后发现,背心两边织物的温度差为 3.4°C。

  而通过粘在衣服下的热电偶也发现,被这两种织物覆盖的身体表面之间存在约 4.8°C的温差。

  与此同时,他们还测试了一下该织物对汽车的降温效果,不过用的是模型。

  这把的效果很不错,该超材料遮罩下的汽车足足比市售车罩材料下的低了 27°C,比啥也没盖的低了 30°C。

  这一结果也说明,这种超织物具有高效的辐射冷却性能,在各种高温场景下具有商业应用的巨大潜力,就比如物流运输等等。

  团队介绍

  本项研究由武汉光电国家研究中心陶光明和浙江大学光电科学与工程学院马耀光共同领导。

  一作曾少宁,华中科技大学光学工程专业硕士,研究方向为可穿戴智能温控织物。

  共同一作片思杰,浙江大学光电科学与工程学院博士生。

  除此之外,该项目的合作单位还包括山东赛动新能源科技有限公司、武汉纺织大学、青岛大学、中国纺织科学研究院有限公司。

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