据《自然》新闻消息,12月21日,在一项发表于《科学》的研究中,浙江大学的科学家模仿北极熊毛发,制成了和羽绒服一样保暖的毛衣,但厚度只有羽绒服的五分之一。这种纤维由一种含有气凝胶的轻质合成材料制成,即使在拉伸、洗涤和染色后,也能保持良好的保温性能。
除了抑制热传导和热对流来阻止热量流失,在新研究中,科学家以北极熊的毛发为灵感——毛发核心都有数十个微小的空气袋,且外部有防水、柔韧且坚韧的致密外壳包围,采用了一种冷冻纺丝的方法,制造了模仿北极熊毛发内部多孔结构的气凝胶纤维串。他们通过调整气凝胶纤维串的方向和尺寸等,减少人体热辐射(有40%~60%的热量会通过热辐射释放)传导出去的热量。
此外,研究人员还在气凝胶外层涂上了一层薄薄的弹性材料热塑性聚氨酯。随后,他们用这种复合纤维材料编织了一件毛衣,并将其与羽绒服、羊毛衫和长袖棉上衣的隔热性能进行了比较。研究小组招募了一名志愿者在一个冷却至-20°C的房间里穿着每件衣服,并测量了四件衣服的表面温度,以评估它们的保热能力。研究显示,毛衣的保热能力比羽绒服更强。
此外,这种复合纤维被拉伸1000%后,会弹回原来的长度,且在被拉伸至其2倍长度10000次后,其性能也保持不变,并且在浸入水中、干燥或染色时,其结构或形状也没有改变。