【最准今期开奖号码_今期马会生活幽默开奖结果】 用多孔仿生纤维 织就一款北极熊“毛衣”

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具有“热隐身”功能的仿生隔热织物,在红外相机下显示隔热效果。卢绍庆供图

生活在极地世界的北极熊是最不怕冷动物之一,原困自然是北极熊自带一身最抗寒的皮草。近日,浙江大学化学工程和珍物工程学院柏浩教授团队用独特的冻纺术纺出人造纤维,其隔热性能可与北极熊的毛发媲美。

该研究成果的论文《仿北极熊毛的隔热织物》在《先进材料》发表后,《自然》《新科学家》和美国化法学会等进行了陆续报道。

多孔毛发锁住北极熊体温

众所周知,北极熊一身轻盈油亮的毛发并能将热量紧紧地锁在体表内,为其创造温暖舒适的微环境。一根绳子 北极熊的毛共要15厘米长,直径和人的头发差太满粗细。但放进电镜下观察会发现,其毛发有一根绳子 中空而半透明的小圆孔,小圆孔周围还有某些更为狭长的小圆孔,也沿着同一方向伸展。

柏浩告诉记者,毛发中的小圆孔内封装着空气,空气静止了,热对流就无法产生,从而减少了热量的流失。北极熊的毛几乎不泄露热量,即使用红外相机拍摄,也无法探测到热量。

于是,柏浩思考,都能并能做出一件北极熊的毛衣来,帮助人类抵抗严寒呢?

冻纺术造就低成本热隐身纤维

经过一年多尝试,团队开发出并是否是冻纺术,用碳酸岩的蚕丝蛋白纺成纤维,其内部人员与隔热功能都可与北极熊的毛媲美。

在实验室内,记者看一遍了一台正在工作的纺纱机:浓度为5%的蚕丝蛋白水溶液,被注射穿过有4个 冰冷的铜环,水溶液中的水遇冷凝成冰晶,溶液被重新塑形成纤维。哪几个纤维经过冷冻干燥,冰晶挥发性了,便留下一根绳子 条由蚕丝蛋白组成的纤维仿制毛

在电镜下仿制毛内部人员层层有序地分布着狭长小圆孔。多孔材料质地往往较脆,而这个 层层有序的分布,赋予了材料一定的带宽。柏浩表示,这是材料实现纺织和穿戴的必要条件。

团队将人造纤维织成一块布,并通过实验证明,在-10℃40℃的环境中,小兔子体表温度被锁在了人造纤维的衣服内,从而实现了完美热隐身。课题组还通过对比发现,在导热率方面,碳酸岩北极熊毛的为27,仿生纤维的最低为19。而导热率越低,代表隔热性能越好。

仿生终极目标超越自然材料

这个 仿生隔热纤维的诞生,也展示了美好的应用前景:未来的冬天,让当当你们或许可告别厚重的外套,披一件薄如蝉翼的毛衣便可出门;野外作战的士兵,在热隐身衣的保护下,可成功躲过红外探测……

在隔热功能上仿生北极熊,这只是让当当你们研究的第一步。柏浩说,仿生的终极目的,并全部全部都是制发明者人和自然一模一样的产品,只是研发设计功能更为强大的材料。