酷暑难耐,即便身着薄衣,人还没动,汗先下来了。要是有一件衣服,能在大太阳底下自动吸热,让人始终感觉凉爽,是不是有点像科幻片?北京大学材料科学与工程学院教授邹如强团队,还真把这事做成了。相关成果日前发表于《自然·通讯》。
这背后的功臣,是一种叫“相变材料”的神奇物质。在智能穿戴与个人热管理领域,相变材料被公认为革命性的热管理解决方案。邹如强表示:“简单说,它就像藏在布料里的‘智能空调’:外界温度高了,它就把热量悄悄吞掉存起来;温度降下来,它再把热量慢慢吐出去。有了它,衣服成了一座可以自动调节温度的微型气候站。”
然而,这一技术从实验室走向日常生活,长期受困于一个核心矛盾:若要追求高储热密度,材料往往机械性能脆弱、易泄漏且导热性差;若为了结构稳定而牺牲储热能力,则又失去了调温的实际意义。这一“性能权衡”难题,严重制约了可穿戴装备的规模化应用。
研究团队独辟蹊径,用一种精巧的办法破解了这一难题。他们像盖房子一样,在微观世界里给相变材料搭建了一个既结实又通透的“安乐窝”。“我们往材料里掺入微量的碳纳米管,它细得如十万分之一的头发丝,却能当‘钢筋’撑起骨架,还能当‘高速路’让热量快速通过。同时,我们还构建了一种‘三维互穿聚合物网络’,把那些负责吸热放热的相变小分子精准地约束其中——这样,即便温度升高,相变小分子熔化为液体趋向流动时,也会被笼子牢牢锁住,一滴都漏不出来。”
这一招“四两拨千斤”,效果惊人。研究团队纺出来的相变纤维,储热能力几乎拉满,单位重量能吸收的热量是同类材料顶尖水平。而且这纤维亦极为柔韧,拉伸至原长十五倍也不会断裂。这种高性能纤维可直接兼容商用纺织设备,在剪裁、缝纫、织造等环节中无缝衔接,加工完好率超过98%,为产业化应用铺平了道路。
邹如强介绍,为验证实际调温效果,团队还将相变纤维织造成衣,并进行了多场景真人穿戴测试。盛夏正午,穿上这件调温马甲,比普通聚酯纤维马甲表面温度可降低8℃,穿戴者反馈,“后背那种被烈日炙烤的灼热感一扫而空,仿佛一直站在阴凉地里”。更值得一提的是,纤维经过了百余次循环融化—凝固的“极限疲劳测试”,储热能力几乎没降,依旧保持稳定。
“这套思路,不仅仅是造出一种新布料,更为下一代智能热管理材料开辟了新路径。”邹如强表示,从为消防员打造隔热的特种防护服,到为航天员构建舒适的舱内微气候,再到帮助运动员在赛场上保持最佳状态,甚至为建筑外墙披上一层能自主“呼吸”的节能皮肤——这项技术为高效、精准、自适应的热能管理提供了坚实的材料基础。它不仅是科学上的一小步,更对推动国家“双碳”目标实现、提升人类在极端环境下的生存质量具有深远价值。
【新知解码】
什么是相变纤维
假设你从健身房出来,浑身发烫,便想立刻钻进恒温22℃的房间——相变纤维就像在皮肤周围建了一个“隐形温控舱”。
准确来说,作为相变材料之一,相变纤维是一种能够感知温度变化并自动调节热量的智能材料。相变纤维的精髓是:不再靠厚厚的棉花把热捂住,也不靠透气孔把热放掉,而是像海绵吸水一样,把热量“吸”进材料里储存起来,冷了再“挤”出来。如何实现这一过程?早期多采用微胶囊技术,将相变物质包裹后嵌入纤维。而如今,以我国科学家最新突破为代表的前沿工艺——纳米结构限域法,既实现了高效调温,又从根源上杜绝了泄漏。如今,从航天服到户外装备,从婴儿睡袋到节能窗帘,相变纤维正让衣物从“被动保温”升级为“主动控温”的智能系统。
酷暑难耐,即便身着薄衣,人还没动,汗先下来了。要是有一件衣服,能在大太阳底下自动吸热,让人始终感觉凉爽,是不是有点像科幻片?北京大学材料科学与工程学院教授邹如强团队,还真把这事做成了。相关成果日前发表于《自然·通讯》。
这背后的功臣,是一种叫“相变材料”的神奇物质。在智能穿戴与个人热管理领域,相变材料被公认为革命性的热管理解决方案。邹如强表示:“简单说,它就像藏在布料里的‘智能空调’:外界温度高了,它就把热量悄悄吞掉存起来;温度降下来,它再把热量慢慢吐出去。有了它,衣服成了一座可以自动调节温度的微型气候站。”
然而,这一技术从实验室走向日常生活,长期受困于一个核心矛盾:若要追求高储热密度,材料往往机械性能脆弱、易泄漏且导热性差;若为了结构稳定而牺牲储热能力,则又失去了调温的实际意义。这一“性能权衡”难题,严重制约了可穿戴装备的规模化应用。
研究团队独辟蹊径,用一种精巧的办法破解了这一难题。他们像盖房子一样,在微观世界里给相变材料搭建了一个既结实又通透的“安乐窝”。“我们往材料里掺入微量的碳纳米管,它细得如十万分之一的头发丝,却能当‘钢筋’撑起骨架,还能当‘高速路’让热量快速通过。同时,我们还构建了一种‘三维互穿聚合物网络’,把那些负责吸热放热的相变小分子精准地约束其中——这样,即便温度升高,相变小分子熔化为液体趋向流动时,也会被笼子牢牢锁住,一滴都漏不出来。”
这一招“四两拨千斤”,效果惊人。研究团队纺出来的相变纤维,储热能力几乎拉满,单位重量能吸收的热量是同类材料顶尖水平。而且这纤维亦极为柔韧,拉伸至原长十五倍也不会断裂。这种高性能纤维可直接兼容商用纺织设备,在剪裁、缝纫、织造等环节中无缝衔接,加工完好率超过98%,为产业化应用铺平了道路。
邹如强介绍,为验证实际调温效果,团队还将相变纤维织造成衣,并进行了多场景真人穿戴测试。盛夏正午,穿上这件调温马甲,比普通聚酯纤维马甲表面温度可降低8℃,穿戴者反馈,“后背那种被烈日炙烤的灼热感一扫而空,仿佛一直站在阴凉地里”。更值得一提的是,纤维经过了百余次循环融化—凝固的“极限疲劳测试”,储热能力几乎没降,依旧保持稳定。
“这套思路,不仅仅是造出一种新布料,更为下一代智能热管理材料开辟了新路径。”邹如强表示,从为消防员打造隔热的特种防护服,到为航天员构建舒适的舱内微气候,再到帮助运动员在赛场上保持最佳状态,甚至为建筑外墙披上一层能自主“呼吸”的节能皮肤——这项技术为高效、精准、自适应的热能管理提供了坚实的材料基础。它不仅是科学上的一小步,更对推动国家“双碳”目标实现、提升人类在极端环境下的生存质量具有深远价值。
【新知解码】
什么是相变纤维
假设你从健身房出来,浑身发烫,便想立刻钻进恒温22℃的房间——相变纤维就像在皮肤周围建了一个“隐形温控舱”。
准确来说,作为相变材料之一,相变纤维是一种能够感知温度变化并自动调节热量的智能材料。相变纤维的精髓是:不再靠厚厚的棉花把热捂住,也不靠透气孔把热放掉,而是像海绵吸水一样,把热量“吸”进材料里储存起来,冷了再“挤”出来。如何实现这一过程?早期多采用微胶囊技术,将相变物质包裹后嵌入纤维。而如今,以我国科学家最新突破为代表的前沿工艺——纳米结构限域法,既实现了高效调温,又从根源上杜绝了泄漏。如今,从航天服到户外装备,从婴儿睡袋到节能窗帘,相变纤维正让衣物从“被动保温”升级为“主动控温”的智能系统。
3月18日,中国经济信息社(以下简称中经社)垂直领域数字化应用系统发布仪式在北京举行。在发布仪式上,锚定建设“国家级经济信息旗舰”的目标,中经社推出了八大数字化应用系统。中经社此次发布的行 AI领域,一则重磅消息传来!最新消息,全球最知名的AI公司——OpenAI将在几个月内发布新版大型语言模型GPT-5,性能将有大幅跃升。目前,ChatGPT使用的是GPT-4大模型,去年3月份,正是这款热门聊天 “当时是怎样选中低空经济这个领域,并且来深圳发展的?”面对这个关乎事业发展的问题,“95后”台青张晏纶坦言,“这是一场面试带来的惊喜。”张晏纶来自台湾台中市,本科就读于台湾成功大学机械工程 眼眸深邃似海、璨如星河,中国医学科学院生物医学工程研究所眼科诊疗技术研发团队(以下简称“团队”)正是眼眸“侦探”。该团队不久前被授予“国家卓越工程师团队”称号。别看人眼只有8克左右,却 3月21日是第二十五个“世界睡眠日”,中国睡眠研究会联合慕思集团在北京正式发布《2024情绪与健康睡眠白皮书》(以下简称《白皮书》)。《白皮书》指出,智能床垫运用算法将内在情绪与睡眠质量相关 3月25日消息,按照惯例,iPhone会在6月份的WWDC上发布iOS 18、watchOS 11、visionOS 2等全新系统。其中iOS 18比较受关注,被许多爆料者称为iOS史上最大升级。据名记Mark Gurman最新消息, iOS 18将支持 。本文链接:我科学家研发出智能调温纤维,布料里“装空调”有望成真http://www.sushuapos.com/show-2-15599-0.html
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