新型凉爽塑料织物

曹兵/编译

新型凉爽塑料织物

曹兵/编译

● 研究者开发出了一种低成本的塑料材料，可以用于制成衣服，给穿戴者带来凉爽，从而减少空调的使用，降低能量消耗。

斯坦福大学的工程师开发出了一种低成本有机材料，可以被纺织成纤维。比起我们现在所穿的天然或者合成纤维所制成的衣物，由这种纤维制成的衣物可以更加高效地给身体降温并给生活在热带地区的人们带来凉爽。

研究者在《科学》杂志介绍了他们的最新研究成果，这种新型的纤维可以成为生活在热带地区的人们的衣物基础材料，最终可以减少甚至取代空调的使用。

“如果你可以给人们带来凉爽，它不需要由我们所工作或生活在其中的建筑物来调节温度，那么就可以节省大量的能源。”崔毅（音译）说，他是斯坦福大学的材料科学和工程副教授，同时还是斯坦福线性加速器中心国家加速器实验室的光子科学副教授。

这种新材料让穿戴的人通过两种方式排放热量。比起穿上由棉纤维制成的衣物来，人们感到更加凉爽，大约低2.2℃。

这种材料可以让穿戴者的汗液蒸发，从而达到凉爽的目的，某些普通材料也可以做到这一点。但是斯坦福大学开发的这种材料提供了第二种革命性的凉爽机制：可以让穿戴者以红外辐射方式排放的热量穿透过这种塑料织物。

所有物体，包括我们的身体，都在以红外辐射的方式排放热量。红外线是一种不可见的良性光线。毯子之所以能保持我们的身体温暖，就是因为它可以阻止身体附近的红外热辐射排放流失。从我们身体周围逃逸的热辐射就是在夜视镜下泄露我们行踪的元凶。

高性能厨房包装膜

为了研发他们的凉爽织物，斯坦福大学的研究者结合纳米技术、光子学和化学，从而赋予了聚乙烯——一种透明的我们作为厨房包装膜使用的塑料——一系列纺织物所需要的特性：热辐射、空气和水蒸气可以通过，而对可见光不透明。

斯坦福大学的研究者以聚乙烯为原材料，经过一系列化学处理，从而得到了一种凉爽织物。

最简单的特性是允许红外辐射能够穿过材料，因为这是普通聚乙烯食物包装膜的特点。当然，厨房塑料不透水，透明可见，因此要想把它作为织物使用，还有许多工作要做。

斯坦福大学的研究者针对这些缺陷各个击破，逐个解决。

首先，他们找到了另一种广泛用于电池生产制作的聚乙烯材料，它有特殊的纳米结构，对可见光不透明，却可以让红外辐射通过，从而可以使身体更快地散热。这样研究者就获得了基础材料，它对可见光不透明，从而可以用来做衣服，但是让热量快速挥散，从而可以节省能源。

然后，他们使用良性化学品对这种工业聚乙烯材料进行改性处理，让水蒸气分子可以通过材料的纳米微孔，从而让这种塑料可以像天然纤维一样呼吸，博士后学者和团队成员许普春（音译）介绍道。

制成衣服

经过这些处理后，研究者就获得了单层材料，满足凉爽织物的3个基础标准。为了让这种薄材料更像织物，他们构造了一种3层的织物，两侧2层是经过处理的聚乙烯层，中间插入棉纤维网格层以提升织物的强度和厚度。

为了比较这种3层结构的材料与相当厚度的传统棉纤维纺织物的降温能力，他们把这两种材料分别放在与裸露皮肤相同温度的表面上，然后测试它们阻止热量挥发的能力。

“穿上任何衣物都可以限制热量的挥发，让我们的皮肤感觉更加温暖，”范教授（研究团队成员之一）说，“如果让热辐射尽快散去是我们唯一关注的问题，那么最好的解决方式就是不穿任何衣服。”

经过测试比较，覆盖棉纤维织物的表面比覆盖凉爽材料的表面要高2℃。研究者们认为：这样的温度差足以让穿上这种新材料的人不需要再打开风扇或者空调。

研究者仍在多个方面对这种材料进行改进，例如增加更多的颜色选择，改善其手感结构，让它更加接近布料的质感。这种材料之前已经被大量生产，用于电池工业，因此将它改造成新产品就更加容易上手。

“如果你想生产纺织品，你必须可以大量且低廉地去生产这种材料。”崔教授说。

范教授认为这项研究对以后冷却或加热其他东西颇有指导意义，即可以调节材料的特性，使其能够加速或者阻止红外辐射的排放。

“现在回头想想，我们所做的某些事情确实看起来很简单，但是很少有人来真正潜心研究纺织物的辐射特性。”他说。

[资料来源：stanford.edu][责任编辑：遥 醒]

本文作者汤姆·阿贝特（Tom Abate）是北加利福尼亚科普作家学会会员、自由撰稿人。