權(quán)威《科學(xué)》雜志重磅：首個(gè)可以根據(jù)環(huán)境自動(dòng)調(diào)溫的織物誕生！
- 近日消息，美國(guó)馬里蘭大學(xué)的研究人員創(chuàng)造了一種能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)通過(guò)其熱量的織物。當(dāng)外界環(huán)境條件溫暖和潮濕時(shí)，例如在夏天出汗的情況下，織物允許紅外輻射（熱量）散出。當(dāng)外界環(huán)境條件變得更涼爽和干燥時(shí)，織物會(huì)減少散發(fā)的熱量。2019年2月8日的《Science》雜志報(bào)道了這一研究。
盡管技術(shù)人員在具有高科技熱性能的織物上進(jìn)行了數(shù)十年的創(chuàng)新，可以使馬拉松運(yùn)動(dòng)員保持涼爽或使高山徒步旅行者保持溫暖，但截止到目前，還從未有過(guò)改變自身隔熱性能以響應(yīng)環(huán)境變化的材料誕生。
研究人員用涂有導(dǎo)電材料的特殊功能紗線制作了這種面料。在炎熱、潮濕的條件下，紗線束緊致并激活涂層，這改變了織物與紅外輻射相互作用的方式。他們將這種功能稱為紅外輻射的“門控”，通過(guò)這扇“門”的打開和閉合，可以調(diào)節(jié)傳輸或阻擋熱量。
“這是第一次我們可以動(dòng)態(tài)的控制材料的紅外輻射的技術(shù)，”馬里蘭大學(xué)化學(xué)和生物化學(xué)教授YuHuang Wang表示，他是指導(dǎo)該研究的論文作者之一。
德克薩斯大學(xué)(University of Texas)化學(xué)教授雷·鮑曼(Ray Baughman)說(shuō)：這項(xiàng)開拓性研究工作為調(diào)節(jié)舒適的衣服提供了一種令人興奮的新特性，紡織品會(huì)隨著汗液或溫度的升高而增加孔隙度，同時(shí)紡織品也會(huì)傳輸與體溫相關(guān)的紅外輻射。然而之前還沒有人找到一種方法來(lái)改變紡織品的孔隙度和紅外透明度，從而根據(jù)環(huán)境條件提供更多的舒適性。在這種織物商業(yè)化之前還需要做更多的工作，但據(jù)研究人員稱，用于基纖維的材料很容易獲得，而且在標(biāo)準(zhǔn)染色過(guò)程中很容易添加碳涂層。能夠?qū)⑦@種‘門控’現(xiàn)象應(yīng)用到一種能夠改善服裝和其他面料功能的紡織品開發(fā)中，非常令人興奮。
“我認(rèn)為能夠?qū)⑦@種門控現(xiàn)象應(yīng)用于能夠改善服裝和其他面料功能的紡織品的開發(fā)是非常令人興奮的，”歐陽(yáng)說(shuō)。
文章信息：
Dynamic gating of infrared radiation in a textile
Science 08 Feb 2019:
Vol. 363, Issue 6427, pp. 619-623
DOI: 10.1126/science.aau1217
——延伸閱讀——
智能服裝終于找到突破口：石墨烯+智能化+大數(shù)據(jù)，千億級(jí)風(fēng)口！
在愛家科技的辦公室，稍不留神就會(huì)錯(cuò)過(guò)很多小機(jī)關(guān)：會(huì)議室墻上的畫和地上的毛毯竟是發(fā)熱的，屋子里居然不用再開熱暖風(fēng)?！八鼈兌际怯檬┳龅模谕娗闆r下可以發(fā)熱！”愛家科技創(chuàng)始人陳利軍拍著身上的紅色羽絨服說(shuō)。
來(lái)自北京的創(chuàng)業(yè)者正在顛覆石墨烯的應(yīng)用。愛家科技將研發(fā)定位在“輕應(yīng)用”領(lǐng)域，做起了石墨烯材料的智能服飾，最前沿的材料“黑科技”來(lái)到普通用戶生活中，邁進(jìn)了和消費(fèi)者息息相關(guān)的智能穿戴領(lǐng)域。
石墨烯衣服能發(fā)熱也能水洗
10月，愛家科技成為首家石墨烯輕應(yīng)用行業(yè)新三板掛牌企業(yè)，在石墨烯圈內(nèi)又“火”了一把。這個(gè)月內(nèi)，他們的辦公室經(jīng)常迎來(lái)慕名參觀的人們，大家最好奇的是“石墨烯怎么能做衣服”，陳利軍總是先“科普”起石墨烯這個(gè)近年大熱的詞。
陳利軍介紹說(shuō)，石墨烯因其發(fā)現(xiàn)者在2010年獲得諾貝爾獎(jiǎng)，才被公眾廣泛熟知。它是從石墨材料中剝離出來(lái)、由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體，“材料非常輕薄，只有0.3納米，堅(jiān)硬程度卻是鋼鐵的200倍，還具備導(dǎo)熱導(dǎo)電、結(jié)實(shí)和透明的特點(diǎn)，外號(hào)是 黑金 和 新材料之王 ?！?br />
愛家科技所做的，是把“高大上”的材料明星與紡織物結(jié)合起來(lái)，用物理和化學(xué)方式改變石墨烯內(nèi)部結(jié)構(gòu)、配比分散液、用漿料和纖維進(jìn)行織布……依托與其深度合作的石墨烯新材料研究中心，愛家科技在今年上半年終于研制出了“能穿”的石墨烯織物材料。
他拿起一件新衣進(jìn)行示。外觀上，石墨烯布料更加柔軟可彎曲，性能上可水洗，最重要的是它利用超強(qiáng)的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能作為智能服裝的發(fā)熱材料，并可為人體提供紅外理療功能。
“零下30攝氏度的氣溫時(shí)，穿再多的衣服其實(shí)也無(wú)濟(jì)于事，登山者、特種工人等群體需要可發(fā)熱的服飾，我們選擇從消費(fèi)能力較強(qiáng)的女性群體切入?！彼f(shuō)，愛家科技正在涉足垂直細(xì)分市場(chǎng)，針對(duì)女性用戶研發(fā)的石墨烯發(fā)熱暖宮產(chǎn)品Black T（意為“黑科技”）在前天剛剛上線，它以石墨烯作為發(fā)熱載體，5V安全電壓供電，通過(guò)手機(jī)APP就可進(jìn)行精確溫控。
大數(shù)據(jù)遇到新材料可變現(xiàn)
“石墨烯+智能化+大數(shù)據(jù)”，是陳利軍總結(jié)的創(chuàng)業(yè)模式。石墨烯板塊就是看得見、摸得到的產(chǎn)品，它們還能更“聰明”。
“我們把石墨烯壓力傳感器和心率傳感器應(yīng)用到服飾中，還可以采集人體的心率、血氧等健康數(shù)據(jù)?！标惱娬f(shuō)，衣服和手機(jī)之間通過(guò)藍(lán)牙連接，通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，消費(fèi)者無(wú)需佩戴其他智能穿戴產(chǎn)品，就能掌握自身的健康狀態(tài)。
一旦當(dāng)用戶量級(jí)達(dá)到一定規(guī)模，就能形成可變現(xiàn)的行業(yè)大數(shù)據(jù)了。企業(yè)可以了解消費(fèi)者的行為習(xí)慣和消費(fèi)需求，進(jìn)行更精準(zhǔn)的市場(chǎng)決策。通過(guò)大數(shù)據(jù)，服裝公司就會(huì)更了解其消費(fèi)者的穿戴習(xí)慣，可與用戶進(jìn)行互動(dòng)，例如當(dāng)用戶進(jìn)商場(chǎng)時(shí)就會(huì)收到商家的紅包，這樣的場(chǎng)景其實(shí)就完成了產(chǎn)業(yè)鏈的閉環(huán)。
不只是智能穿戴，石墨烯還有更多的應(yīng)用新場(chǎng)景，最應(yīng)景的當(dāng)屬采暖?！凹依锏匕逑落佉粚颖”〉氖┌l(fā)熱膜，能達(dá)到自采暖的效果?，F(xiàn)在南方很多城市冬天沒有暖氣，在南方的市場(chǎng)預(yù)計(jì)會(huì)更大。”陳利軍說(shuō)。
或突破智能穿戴發(fā)展瓶頸
在電子科技圈，陳利軍小有名氣，他曾是愛國(guó)者最年輕的副總裁。偶然的機(jī)會(huì)，他接觸到了石墨烯行業(yè)。
“一種新材料對(duì)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的騰飛具有巨大推動(dòng)力，二戰(zhàn)后的日本就是借助硅實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)騰飛?！标惱娬f(shuō)，石墨烯將會(huì)帶來(lái)一場(chǎng)新的技術(shù)革命，但重應(yīng)用領(lǐng)域需要投入大量人力、物力和財(cái)力，需要十年甚至二十年的研發(fā)周期。“開始想過(guò)做電池，但這不是一個(gè)輕體量公司能做的事兒，不過(guò)智能服裝這樣的輕應(yīng)用就能把石墨烯的優(yōu)質(zhì)性能快速綻放出來(lái)?！?br />
做智能加熱服飾，正是源于陳利軍對(duì)智能穿戴市場(chǎng)和服裝業(yè)的判斷。第三方數(shù)據(jù)顯示，智能服裝被看作是最具發(fā)展?jié)摿Φ拈T類，2016年智能服裝預(yù)計(jì)將出貨2600萬(wàn)件，成為出貨量最大的品種。
想法容易但做起來(lái)難，愛家科技自創(chuàng)始以來(lái)，頭三年做的事兒就是研發(fā)。陳利軍和團(tuán)隊(duì)科研人員整天泡在研發(fā)中心實(shí)驗(yàn)室，不斷進(jìn)行配比實(shí)驗(yàn)，歷經(jīng)了成百上千次的試錯(cuò)。三年后，核心技術(shù)終于研制成功，羽絨服、馬甲、護(hù)具、家紡等幾十款功能性服裝陸續(xù)量產(chǎn)，獲得了不錯(cuò)的市場(chǎng)反響。
“智能穿戴設(shè)備誕生四年了，不知不覺中已經(jīng)到了瓶頸期，在人體大數(shù)據(jù)提取方面并沒有預(yù)想中順利，增長(zhǎng)緩慢的服裝行業(yè)也正在尋找新的增長(zhǎng)點(diǎn)。”陳利軍說(shuō)，從人們穿衣的生活剛需來(lái)考慮，智能服裝會(huì)成為最新的智能穿戴設(shè)備，或?qū)⒊蔀橄乱粋€(gè)風(fēng)口。
