模仿北極熊毛 我國(guó)科學(xué)家制備出超保暖材料
近日,浙江大學(xué)化學(xué)工程與生物工程學(xué)院柏浩教授和高分子科學(xué)與工程學(xué)系高微微副教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》發(fā)表論文介紹——聯(lián)合團(tuán)隊(duì)模仿北極熊毛的“核-殼”結(jié)構(gòu),制備出了一種封裝氣凝膠的超保暖人造纖維。它不但有傳統(tǒng)保溫材料的隔熱功能,還能“封鎖”人體向外輻射的紅外線,可以直接在商用紡織機(jī)上編織成面料。
一身超強(qiáng)保暖的“毛衣”,讓北極熊能適應(yīng)零下40℃的環(huán)境。北極熊的毛是中空結(jié)構(gòu),里面封裝了大量空氣,通過抑制熱傳導(dǎo)和熱對(duì)流減少熱量的流失。保暖衣物的設(shè)計(jì)運(yùn)用了這一原理。
柏浩課題組注意到:北極熊的毛不僅是中空的,而且還有一層約20微米厚的殼,占了毛發(fā)直徑的近四分之一。借鑒北極熊毛的“核-殼”結(jié)構(gòu),聯(lián)合團(tuán)隊(duì)歷時(shí)近6年,做出了一種新型纖維:纖維的中心是高分子氣凝膠,內(nèi)部分布著直徑大約為10至30微米的纖長(zhǎng)小孔。它們朝著同一個(gè)方向排列,像一個(gè)個(gè)存儲(chǔ)空氣的倉庫;同時(shí),一層熱塑性聚氨酯彈性體外殼將內(nèi)部的氣凝膠包裹起來。
在零下20℃的恒溫冷庫內(nèi),聯(lián)合團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一項(xiàng)對(duì)比試驗(yàn)——由科研人員分別試穿初始溫度相同的羽絨衣、羊毛毛衣、棉毛衫和新款“北極熊毛衣”,并記錄衣物表面溫度的上升情況。
“升溫越少代表人體熱量流失越少。”柏浩介紹,實(shí)驗(yàn)開始幾分鐘后,棉毛衫的表面上升到了10.8℃,羽絨衣的表面溫度上升到了3.8℃。厚度和羊毛毛衣接近,僅為羽絨衣三分之一到五分之一的新款“北極熊毛衣”表面上升到3.5℃。
□據(jù)《科技日?qǐng)?bào)》
責(zé)任編輯:王旭偉
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