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浙大学者仿北极熊毛研制“热隐身”织物,可用于工业军事领域

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浙江大学化学工程与生物工程学院柏浩教授团队模仿北极熊毛发结构,研制出一种有序多孔的隔热保温织物,可令生物体在红外线成像设备中实现“热隐身”。该成果日前发表于《先进材料》杂志。
北极熊的毛发是一种绝佳的保温纤维,这是由于它具有中空多孔结构。为模仿北极熊毛的结构,柏浩课题组研发出一种冷冻纺丝技术。他们将蚕丝溶解于水中制成含水量达95%的纺丝溶液,用注射器将纺丝溶液慢慢挤入冷冻装置,形成直径约为200微米的单丝纤维,再通过冷冻干燥令纤维中的冰晶升华留下众多有序的片层孔。
课题组发现,这种仿生纤维的导热系数比北极熊毛更低,保暖性能优于北极熊毛。为了进一步证实该种仿生纤维的性能,课题组将仿生材料编织成一小块仿生织物,覆盖在一只兔子身上。实验显示,在-10℃到40℃的环境中,红外线相机几乎观测不到被仿生织物覆盖的生物体的热量,成功实现“隐身”。
此外,课题组还将碳纳米管加入仿生纤维,制造出电加热织物。在5伏的电压下,电加热织物的温度可以在一分钟内从24℃升高至36℃,这种多功能可穿戴织物既可以实现被动隔热,也可以实现主动生热。
“这些特性意味着这种材料在工业、军事领域都有较为广阔的应用前景。”柏浩表示,课题组下一步将对仿生材料的强度进行提升,并融合多种材料拓展功能。
(原标题:浙大学者仿北极熊毛研制出“热隐身”织物)