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服装也智能:石墨烯智能纺织品让你“冷暖自如”

发表时间:2020-07-01 11:11

《纳米快报》杂志报道,英国曼彻斯特大学国家石墨烯研究所(NGI@UoM)的科学家们,利用石墨烯非凡的热特性和灵活性,制造了一件智能自适应服装,并展示了服装的动态热辐射控制效果。该成果也为交互式红外显示技术、隐蔽红外通信技术等方面的新应用奠定了基础。




人体辐射能量是以电磁波形式表现的,属于红外谱段(黑体辐射)。在炎热的气候下,可以利用红外透明纺织品降低体温;而在需要保温时,基于红外屏蔽原理的织物又能够减少机体的热量损失。


2004年,曼彻斯特大学首次分离出了单原子厚度的石墨烯,并对其性能进行了探索。这种材料的潜在用途非常广泛。随着研究的深入,原子级石墨烯已经在电池、手机和汽车等领域得到了商业化推广。在NGI科学家的项目中,他们使用石墨烯层控制了纺织品表面的热辐射。


项目负责人Coskun Kocabas教授说:“热辐射的控制对于某些关键应用来讲非常必要。例如炎热气候下的降温和低温条件下的保温。新技术的潜在应用方向包括红外显示、红外通信和自适应套装等。”


此前,Kocabas团队曾利用石墨烯制造了能够“欺骗”红外相机的热伪装服。在此基础上,新技术不仅使热辐射控制更智能,还能够与现行棉纺技术整合。

为了证实这一点,研究人员开发了一款内衬于T恤的原型产品。该产品可以让穿戴者发送肉眼不可见,但红外相机可读取的编码信息。


Kocabas教授说:“我们展示了将石墨烯独特的光学特性转化为新技术的可能性。它展示了常规材料不具备的性能。下一阶段,我们希望这项技术能够用于解决地球轨道卫星的动态热管理问题——轨道卫星在面对太阳的时候会经受极端高温的考验,而处于地球阴影中时又会冻结。我们的技术可以通过控制热辐射调节卫星温度,实现按需动态热管理。”


研究人员Kostya Novoselov教授补充说:“这种神奇的自适应效果本质上源于石墨烯独特的带结构。能目睹它催生高科技应用,非常令人兴奋。”


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