世界变得越热,人们就会越频繁地开启空调。但是,制冷空气需要能源,这会产生温室气体排放。在美国,空调每年向大气中排放超过 1 亿吨二氧化碳。
斯坦福大学材料科学与工程学教授崔屹希望通过服装为人们降温。即使是棉织物制成的轻便衣服也会吸收我们身体发出的红外辐射,从而滞留热量。崔屹和他的团队发现,一种名为纳米多孔聚乙烯(或 nanoPE)的材料(用于锂离子电池)可以让辐射逸出。与依赖汗液保持穿着者凉爽的高科技运动服装不同,nanoPE 无需汗液即可工作。
NanoPE 的价格与棉织物大致相同,它以薄片形式出现,上面布满了相互连接的孔隙,孔隙宽度从 50 纳米到 1,000 纳米不等。这种尺寸的孔隙可以让红外辐射逸出,同时散射可见光,使材料不透明。(普通聚乙烯是透明的,这对于服装材料来说是一个明显的缺点。)一张 nanoPE 薄片看起来像一块脆弱的塑料——不是一种天然的服装材料。崔屹的团队通过在 nanoPE 上涂上一层吸湿化学物质,在两层 nanoPE 薄片之间夹上一层棉网,并用微针在织物上戳出细小的孔,使空气更容易流通,从而将其变成了一种过得去的纺织品。经过这些调整后,崔屹发现 nanoPE 比棉花更能使模拟人体皮肤降温两摄氏度。该小组于去年 9 月在《科学》杂志上报告了他们的发现。
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“如果你穿 nanoPE,只要外部温度低于你的体温,你就会感觉更凉爽,”崔屹解释道。在炎热的日子里,你可能仍然想开空调,但你可以调高恒温器——研究表明,将恒温器设定点提高几度就可以减少近一半的能源消耗。
该团队仍然需要测试 nanoPE 在真人皮肤上的耐用性、舒适性和冷却效果,研究人员尚未确定染料将如何改变其性能。如果这种材料通过这些测试,崔屹设想将其用于工厂和医院工人的制服和工作服中。