3月15日这天,晋浩天记者发来的消息在光明日报上登出了,说咱们国家的科学家把布料里“装空调”的事儿给做成了。邹如强教授是北京大学材料科学与工程学院的,他带领团队搞出了智能调温纤维。大家都知道,大热天哪怕衣服再薄,人一动身子汗就下来了。要是衣服能在大太阳底下自动把热量吸进去,让人感觉一直凉快着,这事儿听着挺像科幻片里的情节吧?邹教授他们这次真的实现了。成果刚在《自然·通讯》上发表。这背后的功臣是一种叫相变材料的东西,以前大家就觉得这种材料能在穿戴设备里解决热管理的难题。邹教授解释说,这种材料就像是藏在布料里的“智能空调”,外面温度高了它就把热量吞了存起来,等凉快了再吐出来。有了它,衣服就变成了一个能自己调节温度的微型小气候站。 不过这技术从实验室里走到日常生活里可没那么容易,以前大家都卡在一个难题上:想追求高储热密度的话,材料就变得机械性能差、容易漏液还不导热;要是为了让材料结实点把储热能力牺牲了,调温的效果又没了。这种矛盾一直制约着可穿戴设备的大规模应用。研究团队这次想出了个好办法来解决这个难题。他们给相变材料搭建了一个结实又通透的小窝子。团队往材料里加了点碳纳米管,这管子细得跟十万分之一的头发丝似的。碳纳米管既可以像钢筋一样撑起骨架,又能当个“高速路”让热量跑得飞快。同时他们还构建了一种三维互穿聚合物网络,把负责吸热放热的相变小分子都给精准地锁在里面了。这样一来,就算温度升高相变物质变成液体想往外流也别想溜出去。 这一招效果真不错,团队纺出来的相变纤维储热能力特别强,单位重量吸的热量在同类材料里排第一。而且这纤维特别柔软,拉到原来十五倍的长度也不断裂。这种高性能纤维还能直接放进纺织机器里加工处理,剪裁、缝纫、织造这些步骤都能顺畅完成,加工完好率超过了98%,这下子产业化就好办多了。邹教授说他们还做了真人穿戴测试验证效果。夏天正午的时候穿这种马甲比普通聚酯纤维马甲表面温度要低8℃,穿的人说后背那种被太阳烤的感觉没了,感觉跟一直在树荫底下似的。更厉害的是这种纤维还经过了一百多次融化凝固的极限疲劳测试,储热能力几乎没怎么降还是很稳定。 这项技术不光是造了一种新布料这么简单,还为下一代智能热管理材料指明了新方向。从给消防员做防护服到给航天员打造舒适环境,再到帮助运动员保持状态甚至给建筑外墙当节能皮肤——这套技术都能派上用场。它不光是科学上的进步,更是对推动国家“双碳”目标实现、让大家在极端环境下活得更舒服有很大帮助。