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作者：记者 唐琳综合报道 来源： 发布时间：2016-11-16 18:59:10
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在还未完全过去的这个夏天，对全球许多地方的人们来说，都是一场酷热的煎熬。
炎热的夏季，人们总是希望能够尽可能穿得凉爽。因此，许多标榜着“清爽透气”性能的衣物开始越来越多地获得人们的青睐。
在当下衣物的主要制作面料中，聚酯纤维和棉是当之无愧的两大“巨头”。可在高温环境中，聚酯材料制成的衣物却多少会让人有些苦不堪言。
聚酯纤维天然的防水性使得汗水被困在皮肤周围，而无法渗透到衣物之外。相较之下，选择一件纯棉织物则会让你感到凉快不少——至少棉布允许汗水“逃离”到空气之中。
近年来，研究人员们陆续开发出一些新的合成面料，这些面料号称能够比棉布等天然织物更有效地吸收汗水。其实，这些面料的工作原理十分简单，即通过加速蒸发冷却进程，积极地从皮肤上带走汗水并排向空气，从而降低人们的体感温度。
虽然听起来不错，但实际上，这些面料也仅仅只是在刚刚开始出汗的时候才会带给人凉爽的感觉。这也是此类面料始终没能大规模应用于服装制造业的原因所在。
如今，一种叫做纳米多孔聚乙烯（NanoPE）的全新材料在衣物降温领域迈出了一大步，并有望使人们摆脱对于空调等制冷工具的高度依赖性。这种新型织物的工作原理也十分奇特——不是通过从人体带走热量，而是利用人体红外线辐射的原理来降低温度。
巧用红外线
其实，人的身体总在不间断地发射出不可见的红外线，人体的多数热量都以红外线的形式向外辐射散失，红外夜视仪的工作原理就是对人体在夜间辐射出的红外线进行探测。
“在正常条件下，如果不运动，人类59%的热量都是以红外线的形式向外辐射而散失的。”负责新面料研究的斯坦福大学材料科学与工程系副教授Yi Cui介绍说。
也就是说，普通的衣服面料是阻挡红外辐射的，所以衣服具有一定的保温作用。这也是为什么我们裹着毯子会觉得温暖，因为毯子阻止了热量损失。
反之，“如果可以使人体畅通无阻地向外散射红外线，那么你将会在夏季感觉到凉爽”。但遗憾的是，目前市面上还没有任何一种面料能够做到完全可渗透人体红外线。
为此，Cui和他的同事做了大量研究。在研究过程中，他们发现，相较于棉质面料，金属纳米线织成的面料能够更好地“困住”人体红外线，继而使人体保持温暖，“但是使之凉爽显然困难得多”。
然后，纳米多孔聚乙烯闯入了研究人员的视线。
聚乙烯是一种非常普遍的塑料，研究人员之所以对其产生兴趣，是因为当它被制作成保鲜膜时，红外线可以轻易地通过。但是，保鲜膜却不能透气透水，并且其透明的质地根本无法被制作成衣物。因此，要想将聚乙烯用作衣物材料，研究人员就必须对其进行全面“改造”。
首先，研究人员研发出一种纳米结构的聚乙烯材料——纳米多孔聚乙烯，这种材料通常用于电池生产。其纳米孔可以使其对可见光不透明，同时又能使人体红外线畅通无阻地透过。
在此基础上，研究人员对材料的纳米孔进行表面修饰，使材料具有良好的透气透水性。为了使这种轻薄材料更像服装面料，研究人员又进一步设计了具有一定强度和厚度的三层面料结构：在两层聚乙烯的中间由棉网隔开。
有待完善
对比实验显示，这种新型布料仅令皮肤温度增加0.8℃，而棉布会增加3.5℃，市售聚乙烯织物则增加2.9℃。这就是说，与棉布及市售聚乙烯织物相比，穿着新型布料制成的衣服会让人感觉凉爽得多。
虽然听起来新面料与其它织物相比降低的温度并不多，但它却足以帮助我们保护环境。并未参与此项研究的麻省理工学院Svetlana Boriskina认为，这类新面料能够减少人们对空调的使用率和依赖性。
凉爽且节能环保，似乎这个新面料听起来几近完美。但实则不然。
“当你触摸它，会感觉柔软、灵活而富有弹性，像极了普通的织物，只是还缺乏纹理质地。普通面料通常不是平坦的。”Cui表示。
现阶段的纳米多孔聚乙烯面料不仅平坦而缺乏纹理，还因为坚硬的质地而让皮肤感觉不舒服，这也恰恰是研究人员未来要努力的方向。目前，Cui及其同事正在想方设法地使纳米多孔聚乙烯面料更加美观、舒适和经济，并使其具有普通服装面料应有的质感。
现在，Cui和他的研究团队已经创造性地将纳米多孔聚乙烯面料与其它面料交织在一起，开发出了一种新的合成面料。但是这种合成面料是否依旧能够保持纳米多孔聚乙烯面料原有的性能还是个未知数，仍需进一步的试验。Cui希望在一年内完成这项工作，并期待这种合成面料能够在几年后面世。
未来，这种纳米多孔聚乙烯面料将有望广泛应用于服装业，尤其是运动服装业，从而为训练强度极高的运动员们带来一场“清凉革命”。■
《科学新闻》 (科学新闻2016年9月刊 能源)
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