最近，材料科學(xué)家開發(fā)出一種由超細(xì)納米線編織而成的紡織品。這種線由相變材料（PCM）和其他材料制成，與電熱和光熱涂層結(jié)合在一起，最終成為一種面料，能根據(jù)需要對不斷變化的溫度做出反應(yīng)，在穿著者身上升溫和降溫。相關(guān)論文發(fā)表在美國化學(xué)學(xué)會期刊《美國化學(xué)學(xué)會·納米》上。
從消防員到農(nóng)場工人，許多職業(yè)都涉及炎熱或寒冷環(huán)境。冷庫、冰場、鋼鐵鍛爐、面包店等許多工作場所要求工人在不同的溫度之間頻繁轉(zhuǎn)換，有時甚至是極端的溫度。這種溫度變化不僅會讓人感到不舒服，還會導(dǎo)致疾病甚至受傷，而且需要不斷地更換服裝。
相變材料通常用于調(diào)溫紡織品，然而，其固有的固態(tài)剛性和液體滲漏一直阻礙了其在可穿戴熱調(diào)節(jié)領(lǐng)域的應(yīng)用。人們嘗試了許多不同的策略，包括微膠囊（將石蠟等相變材料包裹在極小的膠囊中），以提高效率，克服剛性和泄漏問題。
“相變微膠囊的制造方法復(fù)雜且成本高昂?！?/span>論文通訊作者、日本信州大學(xué)纖維工程研究所高級紡織工程師森川秀明說，“更糟糕的是，這對于任何實(shí)際可穿戴的應(yīng)用來說都不夠靈活。”
此次，研究人員選擇了同軸靜電紡絲。同軸靜電紡絲的原理大致與靜電紡絲相同，但包括從相鄰噴絲板輸送的兩種或兩種以上聚合物溶液，從而可以生產(chǎn)涂層或中空納米纖維。這種芯鞘纖維結(jié)構(gòu)類似于同軸電纜，但要細(xì)得多。
在這種情況下，研究人員將PCM封裝在電紡納米纖維的中心，以解決PCM的泄漏問題。最重要的是，超細(xì)纖維具有非常適合人類服裝的柔韌性。
新型納米線及其紡織品原理。圖片來源：美國化學(xué)學(xué)會
研究人員將相變材料、碳納米管和聚多巴胺太陽能吸收劑，以及聚（3，4-亞乙二氧基噻吩）:聚（苯乙烯磺酸）幾種材料整合成了一種“三體模式”可調(diào)節(jié)溫度器，也是一種可穿戴紡織品。
這種多核和外殼結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了其各種組件之間的協(xié)同作用，并提供了能夠適應(yīng)廣泛環(huán)境溫度變化的按需熱調(diào)節(jié)。
研究人員的下一步目標(biāo)是，進(jìn)一步改善織物的相變特性，并為這種材料開發(fā)實(shí)用的可穿戴設(shè)備。
來源：科技日報(bào)
