浙江大學(xué)化學(xué)工程與生物工程學(xué)院柏浩教授團隊模仿北極熊毛發(fā)結(jié)構(gòu)，研制出一種有序多孔的隔熱保溫織物，可令生物體在紅外線成像設(shè)備中實現(xiàn)“熱隱身”。該成果日前發(fā)表于《先進材料》雜志。
北極熊的毛發(fā)是一種絕佳的保溫纖維，這是由于它具有中空多孔結(jié)構(gòu)。為模仿北極熊毛的結(jié)構(gòu)，柏浩課題組研發(fā)出一種冷凍紡絲技術(shù)。他們將蠶絲溶解于水中制成含水量達95%的紡絲溶液，用注射器將紡絲溶液慢慢擠入冷凍裝置，形成直徑約為200微米的單絲纖維，再通過冷凍干燥令纖維中的冰晶升華留下眾多有序的片層孔。
課題組發(fā)現(xiàn)，這種仿生纖維的導(dǎo)熱系數(shù)比北極熊毛更低，保暖性能優(yōu)于北極熊毛。為了進一步證實該種仿生纖維的性能，課題組將仿生材料編織成一小塊仿生織物，覆蓋在一只兔子身上。實驗顯示，在-10℃到40℃的環(huán)境中，紅外線相機幾乎觀測不到被仿生織物覆蓋的生物體的熱量，成功實現(xiàn)“隱身”。
小兔子沒穿馬甲、穿實驗服、穿“浙大北極熊馬甲”后，在紅外線相機下的成像比對。披了北極熊皮的兔子，幾乎觀測不到被仿生織物覆蓋的生物體的熱量，成功實現(xiàn)“隱身”。來源《先進材料》
兔子穿的“北極熊馬甲”的一部分 崔瀅攝 來源《先進材料》
此外，課題組還將碳納米管加入仿生纖維，制造出電加熱織物。在5伏的電壓下，電加熱織物的溫度可以在一分鐘內(nèi)從24℃升高至36℃，這種多功能可穿戴織物既可以實現(xiàn)被動隔熱，也可以實現(xiàn)主動生熱。
“這些特性意味著這種材料在工業(yè)、軍事領(lǐng)域都有較為廣闊的應(yīng)用前景！卑睾票硎荆n題組下一步將對仿生材料的強度進行提升，并融合多種材料拓展功能。
論文鏈接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201706807/full
