马里兰大学 由马里兰大学的科学家王和欧阳敏开发的这种新型织物是第一种根据条件自动改变性能来吸收或释放热量的织物
学分:马里兰大学费伊·莱文 尽管几十年来，人们一直在创新具有高科技热性能的面料，以保持马拉松运动员的凉爽或高山徒步旅行者的温暖，但从来没有一种材料能根据环境改变其隔热性能
直到现在
马里兰大学的研究人员创造了一种能够自动调节通过它的热量的织物
当环境温暖潮湿时，比如靠近出汗的身体时，织物允许红外线辐射(热量)通过
当环境变得更冷、更干燥时，织物会减少逸出的热量
这一进展发表在2019年2月8日的《科学》杂志上
研究人员用涂有导电金属的特制纱线制作了这种织物
在炎热潮湿的条件下，纱线股紧密并激活涂层，从而改变织物与红外辐射相互作用的方式
他们将这一行为称为红外辐射的“门控”，它充当了一个可调百叶窗来传输或阻挡热量
“这是第一项允许我们动态控制红外辐射的技术，”大学化学与生物化学教授·王说，他也是该论文的相关作者之一，也是该研究的负责人
这种新纺织品的基础纱线是由两种不同的合成材料制成的纤维制成的——一种吸水，另一种防水
这些线涂有碳纳米管，一种特殊的轻质碳基导电金属
因为纤维中的材料既能防水又能吸水，所以当暴露在潮湿的环境中时，如人体出汗时，纤维会弯曲
这种扭曲使纱线股靠得更近，这有两个作用
首先，它打开了织物的毛孔
这有一个小的冷却效果，因为它允许热量逸出
其次，也是最重要的，它改变了涂层中碳纳米管之间的电磁耦合
马里兰大学化学和生物化学教授·王(左)和物理学教授欧阳敏拿着他们的新织物样本，这种新织物可以自动调节其隔热性能来给人体加温或降温
学分:马里兰大学费伊·莱文 “你可以把这种耦合效应想象成弯曲无线电天线来改变与之共振的波长或频率，”王说
“这是一个非常简单的想法，但是想象一下把两根天线放在一起来调节它们接收的电磁波的种类
当纤维靠得更近时，它们相互作用的辐射会发生变化
在服装中，这意味着织物与人体辐射的热量相互作用
" 根据调谐的不同，织物要么阻挡红外辐射，要么允许它通过
反应几乎是瞬间的，所以在人们意识到他们变热之前，衣服可能已经让他们降温了
另一方面，当一个物体冷却下来时，动态门控机制反过来工作以吸收热量
“人体是一个完美的散热器
它放热很快，”UMD大学物理学教授欧阳敏说，他也是该论文的另一位作者
“纵观历史，调节散热器的唯一方法就是脱掉衣服或穿上衣服
但这种织物是真正的双向调节器
" 根据《科学》的论文，这是第一种能够调节与环境的热交换的纺织品
红外门控纺织品的响应揭示了作用中的间位纤维
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王，马里兰大学 “这项开创性的工作为舒适调节服装提供了一个令人兴奋的新的可转换特性，”没有参与这项研究的德克萨斯大学化学教授雷·博格曼说
众所周知，纺织品会因出汗或温度升高而增加孔隙率，同样，纺织品也会传递与体温相关的红外辐射
然而，以前没有人找到一种方法来改变纺织品的孔隙率和红外透明度，以提供更好的舒适性来响应环境条件
" 在织物商业化之前，还需要做更多的工作，但据研究人员称，用于基础纤维的材料很容易获得，碳涂层可以在标准染色过程中轻松添加
欧阳说:“我认为能够将这种门控现象应用到纺织品的开发中是非常令人兴奋的，这种纺织品能够改善服装和其他织物的功能。”
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