保暖黑科技,“北极熊毛衣”强过羽绒服丨科创要闻

天冷,穿什么才保暖?浙江大学的研究团队带来一项新选择“北极熊毛衣”。它不仅仅与羽绒一样保暖,而且比羽绒服更轻薄耐用。

责任编辑:黄金萍

天冷,穿什么才保暖?

浙江大学的研究团队带来一项新选择。他们模拟北极熊毛的“核-壳”结构,研制了一种封装气凝胶的超保暖人造纤维(encapsulated aerogel fiber, EAF),用这一新型纤维编织成毛衣,并与常见的尼龙、涤纶(PET)、羊毛、羽绒等材料进行对比,“北极熊毛衣”不仅仅与羽绒一样保暖,而且比羽绒服更轻薄耐用。

12月21日,《科学》(science)以Biomimetic, knittable aerogel fiber for thermal insulation textile为题发表了这项研究成果。

▲ 新型材料EAF与其他衣物面料的保暖“挑战赛”。图片来源:浙江大学

羽绒服的保暖原理,是利用羽绒的蓬松柔软、内部可储存大量的干燥空气,从而减少热量流失。气凝胶则是通过溶胶凝胶法,用一定的干燥方式使气体取代凝胶中的液相而形成的一种纳米级多孔固态材料,气凝胶中空气占总体积90%以上,其密度甚至比空气还小,一直被视为“超级保温材料”。

由于纺织品所需的强度和韧性,可编织的气凝胶材料一直是挑战。上述研究团队2018年通过模拟北极熊毛的微观结构开发“冷冻纺丝”技术,实现了将蚕丝蛋白纺织成结构与北极熊毛相近、导热系数更低的第一代“北极熊”织物,但受限于材料的轴向抗拉伸性,仅编织成一小块“北极熊马甲”。

▲ 2018年做出的“北极熊毛衣”,是用镊子编织的。图片来源:浙江大学

此次研究中,团队选择了热塑性聚氨酯弹性体(TPU)来制作封装层,将内外两层相结合得到封装气凝胶纤维材料,内核保暖,外壳强韧耐用;在测试中,这种新型纤维材料可直接在商用纺织机上编织成面料,且耐水洗和轻松着色。

或许下一个冬天,“北极熊毛衣”能成为新的保暖时尚单品。

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校对:胡晓

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