生活在極地世界的北極熊是最不怕冷的動物之一， 原因之一是北極熊自帶一身抗寒的“皮草” 。 近日， 浙江大學(xué)化學(xué)工程與生物工程學(xué)院柏浩教授團(tuán)隊(duì)用“冷凍紡絲”術(shù)紡出仿生隔熱纖維， 其隔熱性能可與北極熊的毛發(fā)媲美 。 那么， 北極熊的毛發(fā)為何能鎖住熱量？新紡出仿生隔熱纖維有何厲害之處？
穿“北極熊馬甲”的兔子（崔瀅/《錢江晚報》）
北極熊的毛發(fā)為何能鎖住熱量？浙江大學(xué)化學(xué)工程與生物工程學(xué)院柏浩教授在接受《科技日報》采訪時表示， 每根北極熊的毛大約15厘米長， 直徑和人的頭發(fā)差不多粗細(xì) 。 但將其放在電鏡下觀察時就會發(fā)現(xiàn)， 其毛發(fā)有一根中空而半透明的小孔， 小孔周圍還有許多更為狹長的小孔， 沿著同一方向伸展 。 毛發(fā)中的小孔內(nèi)“封裝”著空氣， 空氣靜止了， 熱對流就無法產(chǎn)生， 從而減少了熱量的流失 。 北極熊的毛幾乎不泄露熱量， 即使用紅外相機(jī)拍攝， 也無法探測到熱量流失 。
理論上， 如果我們能夠制造出類似北極熊毛的仿生材料， 那么人類也將具備極限環(huán)境中的抗寒能力 。 于是， 研發(fā)人員開始向這個方向邁進(jìn) 。 據(jù)《錢江晚報》報道， 他們研發(fā)出一種叫“冷凍紡絲”的技術(shù)：將蠶絲溶解于水中， 制成含水量達(dá)95%的紡絲溶液；再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；最后通過冷凍干燥， 令纖維中的冰晶升華， 留下眾多有序的片層孔 。 這種有序多孔纖維材料， 和北極熊的毛一樣， 具有大量大小均勻的空洞， 能夠隔絕外部的冷空氣 。
此外， 穿它還可以“隱身” 。 據(jù)新華網(wǎng)報道， 為了進(jìn)一步證實(shí)該種仿生隔熱纖維的性能， 研發(fā)人員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(shí)驗(yàn)顯示， 在-10℃到40℃的環(huán)境中， 紅外線相機(jī)幾乎觀測不到被仿生織物覆蓋的生物體的熱量， 成功實(shí)現(xiàn)“隱身” 。
這一仿生隔熱纖維的誕生， 展示了美好的應(yīng)用前景 。 據(jù)《科技日報》報道， 未來的冬天， 我們或許可告別厚重的外套， 披一件薄如蟬翼的“毛衣”便可出門；野外作戰(zhàn)的士兵， 在“熱隱身衣”的保護(hù)下， 可成功躲過紅外探測……（陳方）
【也許下一個冬天，北極熊同款“毛衣”會為你帶溫暖】本文由中科院物理所副研究員羅會仟進(jìn)行科學(xué)性把關(guān)， 目前其主要研究領(lǐng)域?yàn)槌瑢?dǎo)、電子、電磁、半導(dǎo)體、自動化、中子散射等 。
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