曼彻斯特大学的本·罗宾逊 学分:曼彻斯特大学 对二维石墨烯材料的新研究使研究人员能够制造出智能自适应服装,这种服装可以在炎热的气候下降低穿着者的体温
曼彻斯特大学国家石墨烯研究所的一组科学家创造了一种原型服装,通过利用石墨烯显著的热特性和柔韧性来展示服装内部的动态热辐射控制
这一发展也为新的应用打开了大门,如交互式红外显示器和纺织品上的隐蔽红外通信
人体以电磁波的形式辐射红外光谱中的能量(称为黑体辐射)
在炎热的气候下,希望充分利用红外辐射来降低体温,这可以通过使用透红外的纺织品来实现
至于相反的情况,红外线屏蔽罩是减少身体能量损失的理想选择
急救毯是一个常见的例子,用于处理体温波动的极端情况
科学家合作团队通过电子调节集成在纺织品上的石墨烯层的红外发射率(辐射能量的能力),展示了两种相反状态之间的动态转变
曼彻斯特大学于2004年首次分离和探索了一个原子厚的石墨烯
它的潜在用途是巨大的,研究已经导致商业产品的飞跃,包括:电池、手机、体育用品和汽车
今天发表在《纳米快报》杂志上的新研究表明,智能光学纺织品技术可以改变其热可见度
该技术使用石墨烯层来控制纺织品表面的热辐射
领导这项研究的乔什昆·科卡巴斯教授说:“控制热辐射的能力对于一些关键应用来说是至关重要的,比如在极端温度气候下的体温管理
电热毯是用于此目的的常见例子
然而,在环境变热或变冷时保持这些功能是一个突出的挑战
" 科卡巴斯教授补充道:“对不同形式纺织品的光学特性调制的成功演示,可以利用无处不在的纤维结构,并使新技术在红外和其他电磁频谱领域得到应用,包括纺织品展示、通信、自适应太空服和时尚
" 这项研究建立在同一个小组之前的研究基础上,该研究使用石墨烯来制造能够欺骗红外相机的热伪装
新的研究也可以整合到现有的大规模生产的纺织材料中,如棉花
为了证明这一点,研究小组在一件t恤中开发了一个原型产品,让穿着者能够投射出肉眼看不见但红外摄像头可以读取的编码信息
“我们相信,我们的结果及时展示了将石墨烯的卓越光学特性转化为新的使能技术的可能性
用常规材料无法实现所展示的能力
“这一研究领域的下一步是解决地球轨道卫星动态热管理的需要
轨道上的卫星在面对太阳时会经历过高的温度,它们会冻结在地球的阴影中
我们的技术可以通过控制热辐射和按需调节卫星温度来实现卫星的动态热管理
”科卡巴斯说
克斯特亚·诺沃塞洛夫爵士教授也参与了这项研究:“这是一个美丽的效果,内在地由石墨烯独特的能带结构决定
看到这样的效果带来这些高科技的应用,真是令人兴奋
”他说
科卡巴斯等人的论文《石墨烯激活的自适应红外纺织品》发表在《纳米快报》上
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