布料里“装空调”不再是科幻梦

光明日报北京3月15日讯,记者晋浩天带来最新消息,布料里“装空调”已经不再是科幻梦,北京大学材料科学与工程学院的邹如强团队给这事找着了道。团队把相变材料这种神奇的东西装进了衣服里,只要外界温度一升高,它就能默默把热量吞进去存着,温度降下来时再慢慢释放出来。这样一来,衣服就变成了一个自带空调的微型气候站。《自然·通讯》杂志最近刊登了他们的研究成果。 邹如强教授用了个形象的比喻:相变材料就像藏在布料里的智能空调。虽然技术很神奇,但一直被一个难题卡住了。以前的材料要是想多存点热,要么变得很脆容易坏,要么就没办法散热。这让很多人在性能和结构上左右为难。现在研究团队想出了个好点子,他们用一种像盖房子一样的方法,在微观世界给相变材料盖了个既结实又透气的小房子。他们往材料里掺了点极细的碳纳米管,这东西虽然比头发丝还要细一万倍,却能像钢筋一样支撑结构,还能当高速路让热量跑得快。 另外他们还搭了一个三维互穿的聚合物网络,把那些负责吸热放热的相变小分子都给关在笼子里。这样就算温度升高相变小分子融化了想跑,也会被这层结构牢牢锁住。这个新招效果特别好,他们纺出来的相变纤维储热能力几乎拉满了,单位重量能吸的热比同类材料多不少。这种纤维特别柔软有韧性,拉伸到原来的十五倍也不断。 更厉害的是这种纤维可以直接用现有的纺织设备来加工,裁剪、缝制、织造这些环节都能无缝对接,加工完好率能达到98%。为了验证效果好不好,团队还做了真人穿戴测试。在夏天中午的大太阳底下穿上这件马甲比普通聚酯纤维马甲表面温度能低8℃,人也感觉不到后背被炙烤的灼热感。经过上百次反复融化凝固的极限疲劳测试后,材料还是很稳定耐用。 邹如强说这不仅是造出一种新布料的事,更给下一代智能热管理材料指出了新方向。这项技术不仅能帮消防员做隔热服、让航天员在太空里更舒服、帮助运动员在赛场上保持状态好、还能帮建筑外墙省能源等等。这既是科学上的一小步也对实现国家“双碳”目标有很大帮助。