翻个面就能散热或御寒的智能布料

11月11日，《Science Advances》期刊发表了美国斯坦福大学崔屹团队的最新研究成果。在纳米多孔聚乙烯材料中嵌入双层发射极后，形成的织物可以在不需要电线、外来电源的情况下，具有降温和保暖两档功能，且切换功能时仅需调整织物的正反面。这将拓宽人们对环境温度的舒适范畴，增强皮肤对环境的适应性。

保持稳定的体温是生理功能的重要基础。在冬天和夏天，人们除了通过增减衣物，改变身体与环境之间的热交换之外，只能通过开空调等改变环境温度的方式来让体温保持在正常水平。据统计，全球13%的能源消耗是在空调上。

碳能很好地吸收中红外辐射，是理想的高发射率材料。相反金属会对中红外辐射进行反射，是合适的低发射率材料。故研究人员分别选择了碳和铜作为两层发射极涂层的材料。以碳为材料的高发射率层、以铜为材料的低发射率层分别放于一层纳米多孔聚乙烯之上。随后，研究人员将两层发射极层叠放在一起，形成纳米多孔聚乙烯-高发射率层-低发射率层-纳米多孔聚乙烯的结构。但靠近发射极层的纳米多孔聚乙烯厚薄不同，碳发射极一侧的厚度为24微米，铜发射极一侧的厚度为12微米。新材料的结构，如图所示，自上而下分别为24微米的纳米多孔聚乙烯，9微米的碳，0.15微米的铜，12微米的纳米多孔聚乙烯。

通过人工皮肤进行实验，研究人员发现，在裸露的情况下，皮肤温度为31摄氏度。盖上商店里普通运动衫的布料时，人工皮肤的温度升为36.9摄氏度。在新材料降温模式，即将靠近碳发射极的一面朝外时，人工皮肤的温度下降为33.8摄氏度；在新材料保温模式，即将织物翻个面，以靠近铜发射极的一面朝外时，人工皮肤的温度回升到40.3摄氏度。也就是在无需其它帮助下，这款新材料可调控6.5摄氏度的体温波动。

进一步研究发现，这种材料之所以能兼备两种截然不同的功能，不依赖于材料发射率的绝对值，而在于发射率的差值。只有铜发射极或只有碳发射极的织物没有如此好的温度调控能力。通过数值拟合，崔屹团队预测，将发射率的差值增大后，这种织物的温度调控差可达14.7摄氏度。

（摘编自澎湃新闻）