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中国高校重磅研究,光学超材料织物,让你夏天凉爽好几度

科学探索万象经验2023-05-08

随着世界碳排放的增加,全球变暖的趋势越来越明显,夏天也变得越来越炎热。今年,高温天气给世界各国带来了严重的灾害,美国的异常高温造成了多地的火灾,有一些地方甚至出现了70摄氏度的高温,我国部分地区超出正常气温的天气也时常发生。

因此,在这些极端的天气下,开发出有效的人体降温技术是非常有意义的,特别是对于那些在户外高温天气下工作的工人来说,改善高温工作条件具有非常实际的价值,比如机场的机务人员。目前,已经有一种衣服带有微型空调设备。但是,它需要自带电源,整个设备不仅笨重而且工作时间还特别短。如果我们能让衣服可以自动降温,那么这不仅对环境是友好低碳的,而且还能让我们享受清凉。
最近,华中科技大学和浙江大学的团队就设计了一种光学超材料织物,它可以自己降温,温度比周围环境还要低2摄氏度到10摄氏度。它以宇宙空间的3K低温为天然冷库,利用8到13微米中红外波段的大气透明窗口与人体中红外光谱的重叠,从而可以远程向宇宙辐射热量,实现零能耗的辐射降温。

此外,该织物还可以减少对太阳能量的吸收。在微观尺度上,纳米结构在空间上进行合理的分布,这使它在宏观上体现为多层织物结构。不同层次的结构可以响应不同类型的光谱,可以避免不同光谱之间的干扰,从而优化对太阳光谱的响应。
根据数据显示,这种超材料织物在太阳光波段中具有92.4%的反射率,在中红外线中具有94.5的发射率。如此之高的反射率使它反射了大部分太阳光,而高发射率则将大部分热量散发出去,低吸收高排放使得它的温度能够降低。
除了实验室进行测试之外,该光学超材料织物还在实际环境中进行了测试。在正午时间段,使用超材料织物对模拟皮肤进行覆盖,得到的结果比一般商业面料的温度还要低5-7摄氏度。另外,用新材料制成的车衣覆盖在汽车上,相较于一般车衣,车内温度相差了27摄氏度。最后,在真人测试中,志愿者穿着新材料制成的衣物,在阳光下暴晒30分钟,温度也比一般衣物要低4摄氏度。

这种光学超材料织物的问世,对于抵抗夏天的高温具有重要意义。
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