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服裝也智能:石墨烯智能紡織品讓你“冷暖自如”
集萃印花網  2020-08-11

    【集萃網觀察】

《納米快報》雜志報道,英國曼徹斯特大學國家石墨烯研究所(NGI@UoM)的科學家們,利用石墨烯非凡的熱特性和靈活性,制造了一件智能自適應服裝,并展示了服裝的動態熱輻射控制效果。該成果也為交互式紅外顯示技術、隱蔽紅外通信技術等方面的新應用奠定了基礎。

人體輻射能量是以電磁波形式表現的,屬于紅外譜段(黑體輻射)。在炎熱的氣候下,可以利用紅外透明紡織品降低體溫;而在需要保溫時,基于紅外屏蔽原理的織物又能夠減少機體的熱量損失。

2004年,曼徹斯特大學首次分離出了單原子厚度的石墨烯,并對其性能進行了探索。這種材料的潛在用途非常廣泛。隨著研究的深入,原子級石墨烯已經在電池、手機和汽車等領域得到了商業化推廣。在NGI科學家的項目中,他們使用石墨烯層控制了紡織品表面的熱輻射。

項目負責人Coskun Kocabas教授說:“熱輻射的控制對于某些關鍵應用來講非常必要。例如炎熱氣候下的降溫和低溫條件下的保溫。新技術的潛在應用方向包括紅外顯示、紅外通信和自適應套裝等!

此前,Kocabas團隊曾利用石墨烯制造了能夠“欺騙”紅外相機的熱偽裝服。在此基礎上,新技術不僅使熱輻射控制更智能,還能夠與現行棉紡技術整合。

為了證實這一點,研究人員開發了一款內襯于T恤的原型產品。該產品可以讓穿戴者發送肉眼不可見,但紅外相機可讀取的編碼信息。

Kocabas教授說:“我們展示了將石墨烯獨特的光學特性轉化為新技術的可能性。它展示了常規材料不具備的性能。下一階段,我們希望這項技術能夠用于解決地球軌道衛星的動態熱管理問題——軌道衛星在面對太陽的時候會經受極端高溫的考驗,而處于地球陰影中時又會凍結。我們的技術可以通過控制熱輻射調節衛星溫度,實現按需動態熱管理!

研究人員Kostya Novoselov教授補充說:“這種神奇的自適應效果本質上源于石墨烯獨特的帶結構。能目睹它催生高科技應用,非常令人興奮!

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