千人计划网站
  设为首页 | 加入收藏 QQ群: 微信公共账号
注册 | 登录 | 中文|English
千人计划网广州  浙江  广西 欢迎广大海内外高层次人才踊跃申报千人计划、国内各地人才计划
您所在的位置:

“青年千人计划”专家柏浩团队研发高隔热性能仿生纤维 可躲避红外相机追踪

来源:中国新闻网 作者:童笑雨 周炜 2018-02-28 17:41:15
内容摘要: 据悉,其隔热性不仅可与北极熊毛发相媲美,穿上这身人造纤维编织成的“毛衣”,小兔子成功“逃”过了红外相机的追踪。
浙大研发高隔热性能仿生纤维可躲避红外相机追踪
具有热隐身功能的仿生隔热织物。校方提供

天寒地冻的冰雪世界里,北极熊们自带一身最抗寒“皮草”繁衍生息。近日,浙江大学(下称“浙大”)化学工程与生物工程学院柏浩团队受此启发,用独特的“冻纺”术纺出一根根人造纤维。据悉,其隔热性不仅可与北极熊毛发相媲美,穿上这身人造纤维编织成的“毛衣”,小兔子成功“逃”过了红外相机的追踪。

  北极熊的毛,是自然界最抗寒的保暖材料之一。据悉,每根北极熊的毛和人的头发差不多粗细,内有孔径15-20微米左右中空而半透明的小管,小孔周围有许多狭长的小孔,朝同一方向伸展。

柏浩(左)和崔滢(右)在实验室。校方提供
柏浩(左)和崔滢(右)在实验室。校方提供

  “许许多多小孔‘封装’着空气,空气静止了,热对流就无法产生,减少了热量的流失。”柏浩解释说,源于这样的机理,北极熊的毛几乎不泄露热量,也无法用红外相机捕捉。作为一名仿生智能材料专家,他开始研究北极熊“毛衣”的制作。

  经过一年多尝试,该团队用天然的蚕丝蛋白纺成纤维,开发了“冻纺”术,其结构与隔热功能都与北极熊的毛相媲美。其科研成果也于2月14日发表在材料科学领域的国际领先学术杂志《先进材料》上。

人造北极熊毛微观电镜结构。校方提供
人造北极熊毛微观电镜结构。校方提供

  该论文第一作者、浙大硕士二年级学生崔滢用电镜拍摄了这根“仿制毛”的微观结构:纤维内部层层有序地分布着狭长的小孔。

  “通常来说,多孔材料的质地会比较脆,而这种层层有序的分布,赋予了材料一定的强度。”柏浩认为,这是材料实现纺织和穿戴的必要条件。

  值得一提的是,崔滢还用镊子穿针引线,将人造纤维织成一块布,并穿在实验“模特”小白兔身上。在用红外相机拍摄的照片中,小兔子头部的轮廓清晰可见,而穿着“毛衣”的身躯不见了,实现了完美的“热隐身”。

电镜下的天然北极熊毛的微观结构。校方提供
电镜下的天然北极熊毛的微观结构。校方提供

  “这说明小兔子体表的温度被锁在了‘毛衣’里,红外相机无法捕捉到流失的热量。”柏浩解释说,与天然北极熊毛27的导热率相比,该材料导热率最低为19,隔热性能更好。

  “在隔热功能上仿生北极熊,这只是我们研究的第一步。”柏浩说,仿生的终极目的,并不是制造出和自然一模一样的产品,而是在大自然的启发下,研发设计功能更为强大的材料。

  据悉,目前该团队已进行一系列探索,如在纤维中加入导电的碳纳米管,做出“秒热”的户外便携式电热毯。“此外,我们还在研发用于高温隔热的功能材料。”柏浩说,基于此项研究,未来的冬天,我们或可告别厚重的外套,批一件薄如蝉翼的“毛衣”便可出门;野外作战的士兵,在“热隐身衣”的保护下,可成功躲过红外探测。        

声明:凡本网注明“来源:XXX”的文/图等稿件,本网转载出于传递更多信息及方便产业探讨之目的,并不意味着本站、中组部海外高层次人才引进工作专项办公室赞同其观点或证实其内容的真实性,文章内容仅供参考。
重点推荐
千人计划
党的十八大以来,以习近平同志为核心的党中央明确提出“聚天下英才而用之”的...   详细>>
独家策划
千人计划
千人计划网在中组部海外高层次人才引进工作专项办公室的指导下已运作四年,在这四年中...  详细>>