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新材料|仿北極熊毛、仿植物蒸騰,四高校研發黑科技降溫織物

炎夏逼近,降溫不靠空調靠衣服,正在從設想走向現實。近期,中國科學技術大學、武漢紡織大學、東華大學、鄭州大學四所高校相繼交出“清涼秘方”,在智能降溫織物領域取得突破性進展。

中國科學技術大學:防護與調溫二合一

中科大龔興龍教授團隊研發出一種“剛柔並濟”的非對稱結構織物。團隊將光熱塗層與相變塗層分別集成在Kevlar織物兩側,一面負責力學防護,一面負責動態熱管理。Janus結構設計讓它在承受外力沖擊的同時,能根據環境溫度主動調節熱量,實現防護與調溫一體化,為極端環境下的智能防護裝備提供了新思路。

武漢紡織大學:會呼吸,降溫近10°C

受冰植物表皮氣泡狀細胞啟發,武漢紡織大學殷先澤教授團隊開發出一種超輕質Janus織物。核心是一層聚電解質膜,賦予織物高柔韌性、離子導電性和功能協同效應。這款織物集被動日間輻射冷卻與傳感功能於一體,保持透氣性和定向水分輸送。實測數據顯示:在1個太陽強度下實現9.86°C的亞環境降溫,凈冷卻功率達101W/m²;同時具備100%準確的運動監測能力、穩定的摩擦電輸出,經1000次折疊仍保持性能。它還具備可回收性和抗菌活性,在可穿戴電子、柔性機器人等領域前景廣闊。

東華大學:仿植物蒸騰,出汗降溫超20°C
東華大學蔡再生教授團隊從植物蒸騰作用中獲得靈感,通過多尺度靜電紡絲技術設計出一種仿生“超織物”。它集精確太陽光譜調控、高導熱通路和優異導濕能力於一體,太陽光反射率達99.7%,紅外發射率達93.3%,可實現10.2°C冷卻效果和110.1W/m²凈冷卻功率。

最驚艷的是“出汗”測試:在實驗室可控出汗模擬中,當出汗速率達每小時4毫升時,超織物表面溫度降至21.3°C,相比幹態下的41.5°C實現了20.2°C的巨大降溫。這一數據背後是熱輻射、熱傳導與蒸發冷卻三重機制的協同作用。該織物還兼具優異機械堅固性、透氣性和可洗滌性,為戶外熱濕管理提供了可規模化生產的方案。

鄭州大學:仿北極熊毛,感測+儲能+隔熱

鄭州大學代坤教授團隊受北極熊毛皮結構啟發,開發出一種中空多孔仿生纖維並實現連續生產。這款纖維集熱管理、能量收集和應變感測三大功能於一體。中空多孔結構賦予其卓越隔熱性能:在80°C和120°C環境溫度下,分別能維持31.8°C和57.4°C的溫差。由該纖維組裝的摩擦電納米發生器具備高電輸出性能和穩定性;應變傳感器則實現0.01%超低檢測限、628%超寬感應範圍和高達90874的靈敏度(應變582%-628%區間)。結合機器學習算法後,它在手勢識別、機械臂精確控制和人機交互中展現出巨大潛力。
從中國科大的防護調溫一體化,到武漢紡織大學近10°C輻射冷卻;從東華大學模擬“出汗”實現20°C降溫,到鄭州大學仿北極熊毛的多功能集成——四所高校的路徑各異,但指向同一個方向:降溫紡織品正從實驗室加速走向場景應用。未來穿上就能降溫的衣服,或許比我們想象中來得更快。

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