氣候變暖已經(jīng)成(chéng)為全人類共同面(mià事去n)臨的巨大挑戰。人們在生産和作業時算數(shí)往往會(huì)不可避免地暴露睡近在高溫暴曬的室外環境,實現零能(néng東能)耗的戶外防護成(chéng)為人們迫切媽花的需求。如何高效率、低能(néng)耗地避免此類熱應激對(duì)人公開體造成(chéng)的傷害?近但謝期發(fā)表于國(guó)際頂尖學(xué)術期刊《Science》雜志學生的論文中,華中科技大學(xué)陶光明團隊與浙江大學(xué)馬耀光教授團友費隊、中國(guó)紡織科學(xué)研究鄉算院陶光明智能(néng)織物工作室等多家科研和産業單位進(電東jìn)行交叉學(xué)科聯合創新,颠覆傳統制冷理念,研發(f化唱ā)出了在陽光直射的室外環境下具有顯著降溫效果書通的零能(néng)耗光學(xué)超材料制冷織物。據悉,該織店飛物戶外暴曬環境下可為人體表面(mi村大àn)降溫近5℃,具有優異的日間輻射制冷能(néng件草)力,對(duì)實現高效的戶外個人熱管理具有重要意義。
科研人員研發(fā)出的制冷織物
人體熱量從皮下組織傳導到(dào)皮膚,再通過些紅(guò)衣物向(xiàng)周圍環境散發(fā)熱量,從而雜多維持動态熱平衡和相對(duì)穩定的體知舞溫。因此,通過(guò)衣物進(jìn)們坐行個人熱管理是維持人體個性化熱舒适數姐需求的有效方法。但是現有的降溫服裝存在降溫效果差、笨重不輕便、耗能(néng)空美高等問題。因此近年來基于輻射熱調節的織物吸引了越來越多學(xué)術界購票和産業界的關注。由于人體紅外輻射範圍(7~14μm書少)與大氣透明窗口(8~13μm師光)重疊,人體的熱輻射可以直接通過(guò)年人大氣透明窗口向(xiàng)外太空進(jìn)行輻射懂姐制冷,從而實現零能(néng)耗的降溫。所以利用人體穿戴織物進(j車商ìn)行輻射制冷可顯著提高人體熱舒适我空性能(néng)且不需要任何外部能(néng)量輸入,是傳統耗能(néng國他)熱管理技術極具潛力的替代及補充方在銀案。
據了解,研究人員研發(fā)的這(zhè)種(zhǒng)智能歌玩(néng)制冷織物具有分級形态結構。根據織物空間結構、纖維結構、纖維内部店醫納米結構,在不同的空間和尺度上進(j分資ìn)行分級,形成(chéng)了一種(zhǒng)宏觀有序、微觀随機的形态讀書學(xué)分級體系。
用于日間輻射冷卻的超材料制冷織物原理示意圖
研究人員將(jiāng)光電超吃了材料技術與批量纖維制備技術相結合,選用綠色環保、生物可降解的聚乳酸(P還件LA)為纖維原料,經(jīng)過(guò)進什商(jìn)一步加工,獲得了均勻連續的超材料懂市纖維。纖維強度可滿足縫紉機在商用面(miàn)料上進(jìn)行任意文字和形唱作狀的繡花。在此基礎上,研究人員進(j水玩ìn)一步利用紡紗織造技術和層壓技術,得到信間(dào)了在太陽光波段具有92.4%反射率、在中紅外波段具有94.5%反射率白路的超材料織物。
超材料織物的降溫性能(néng)測試:
(a)測試裝置示意圖和樣(yàng)品照片;(b)超材料織物24都化小時(shí)連續制冷性能(n綠高éng)測試曲線圖
另外,研究人員模拟人體測試發(fā)現,正午時(shí)間段超材料織物所飛房覆蓋的模拟皮膚溫度相較于棉、氨綸、麻織物可降低5~7℃。
超材料織物與商用織物降溫性能(néng)說農對(duì)比測試:
(a)測試裝置示意圖和樣(yàng)品照片(山坐b)超材料織物制冷性能(néng木鄉)對(duì)比測試曲線圖
在對(duì)汽車模型的降溫測試中,覆蓋超材料制冷織物的汽車模型内道空部溫度相比覆蓋車罩的汽車模型溫度差最高可達27℃,相較于無在山覆蓋的汽車模型溫度差最高可達30遠廠℃。
超材料織物與商用市售車罩降溫性能(néng頻船)對(duì)比測試:
(a)模拟汽車實物及紅外照片;(b)制冷性能(néng)對(上花duì)比測試曲線圖
研究人員介紹,超材料織物價格與普通衣服相差不大,這(zhè)也鐘醫意味著(zhe),與目前價格較貴的液冷熱這服、空冷服相比,超材料織物能(néng)使更多普通人享受到(dào)這(zh分間è)一科技成(chéng)果。該超材料織物還(冷報hái)成(chéng)功應用于醫用防護口罩和醫用防護紙友服,與傳統醫用防護材料相比,可實現戶外有效降溫。據悉,該知房超材料織物的生産對(duì)設備要求不高,具備零北花能(néng)耗、低成(chéng)本、可産動很業化批量生産等特征,适合大規模推廣制備和産業化應用。(本文來自公開(kā計爸i)資料整理)
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