北卡罗莱纳州立大学劳拉·奥列尼亚茨 研究人员在一项新的研究中报告说，由碳纳米管制成的材料可能是开发按需加热或冷却穿着者的服装的关键
这种薄膜被捻成细丝状，缠绕在一根管子上，以显示其柔韧性
信用:科尼查特吉 由微小的碳纳米管制成的薄膜可能是开发服装的关键材料，这种服装可以根据需要加热或冷却穿着者
北卡罗来纳州立大学的一项新研究发现，碳纳米管薄膜集热、电和物理性能于一身，是下一代智能织物的理想选择
研究人员还能够优化材料的热和电性能，使材料即使暴露在空气中数周也能保持其理想的性能
此外，这些性能是使用相对简单且不需要过高温度的工艺实现的
“许多研究人员正试图开发一种无毒、廉价、同时又能高效加热和冷却的材料，”该研究的合著者图沙尔·戈什说
“如果使用得当，碳纳米管是安全的，而且相对而言，我们使用的形式碰巧不贵
因此，它可能是一种更便宜的热电材料，可以用在皮肤旁边
“戈什是威廉·阿
北卡罗来纳州立威尔逊纺织学院杰出的纺织教授
“我们想把这种材料融入织物本身，”这项研究的第一作者、博士科尼·查特吉说
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北卡罗来纳州的学生
“目前，对可调节温度的服装的研究主要集中在将刚性材料整合到织物中，市场上的商用可穿戴热电设备也不灵活
" 查特吉说，为了给穿用者降温，碳纳米管具有这样的特性，即当外加电流时，热量可以从身体中被带走
“把它想象成一层薄膜，一面有冷却特性，另一面有加热特性，”戈什说
研究人员测量了这种材料的导电能力，以及它的热导率，或者热量通过这种材料的难易程度
最大的发现之一是，这种材料的导热率相对较低——这意味着热量在离开身体冷却后不会轻易回到穿着者身上
这也意味着，如果用这种材料来给穿着者保暖，热量会随着电流流向身体，而不会散发到大气中
通过与北卡罗来纳州立大学机械和航空工程助理教授刘军的实验室合作，研究人员能够精确测量材料的热导率
研究人员使用了一种特殊的实验设计来更精确地测量电流在材料中流动方向上的热导率
该研究的合著者刘说:“你必须在同一方向测量每种材料的性能，才能对其性能做出合理的估计。”
“这不是一项容易的任务；这非常具有挑战性，但我们开发了一种方法来测量这一点，特别是对于柔性薄膜
" 研究小组还测量了这种材料利用两种环境之间的温差或热梯度发电的能力
研究人员说，他们可以利用这一点来加热、冷却或驱动小型电子设备
刘说，虽然这些热电特性很重要，但同样重要的是，他们发现了一种材料，这种材料既柔韧、在空气中稳定，又相对容易制造
“这篇论文的重点并不是我们实现了最好的热电性能，”刘说
“我们取得了一些成果，可以用作一种易于制造的柔性电子软材料
制备这种材料很容易，也很容易达到这些性能
" 最终，他们对这个项目的愿景是设计一种智能面料，既能给穿着者加热降温，又能收集能量
他们认为智能服装有助于降低能耗
“不是加热或冷却整个住宅或空间，而是加热或冷却身体周围的个人空间，”戈什说
“如果我们能把恒温器调低一两度，就能节省大量能源
" 这篇题为“柔性和室温可加工掺杂碳纳米管薄膜的面内热电特性”的论文发表在美国化学学会应用能源材料杂志上
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