最近，材料科學家開發出一種由超細納米線編織而成的紡織品。這種線由相變材料（PCM）和其他材料制成，與電熱和光熱涂層結合在一起，最終成為一種面料，能根據需要對不斷變化的溫度做出反應，在穿著者身上升溫和降溫。相關論文發表在美國化學學會期刊《美國化學學會·納米》上。
從消防員到農場工人，許多職業都涉及炎熱或寒冷環境。冷庫、冰場、鋼鐵鍛爐、面包店等許多工作場所要求工人在不同的溫度之間頻繁轉換，有時甚至是極端的溫度。這種溫度變化不僅會讓人感到不舒服，還會導致疾病甚至受傷，而且需要不斷地更換服裝。
相變材料通常用于調溫紡織品，然而，其固有的固態剛性和液體滲漏一直阻礙了其在可穿戴熱調節領域的應用。人們嘗試了許多不同的策略，包括微膠囊（將石蠟等相變材料包裹在極小的膠囊中），以提高效率，克服剛性和泄漏問題。
“相變微膠囊的制造方法復雜且成本高昂。”論文通訊作者、日本信州大學纖維工程研究所高級紡織工程師森川秀明說，“更糟糕的是，這對于任何實際可穿戴的應用來說都不夠靈活。”
此次，研究人員選擇了同軸靜電紡絲。同軸靜電紡絲的原理大致與靜電紡絲相同，但包括從相鄰噴絲板輸送的兩種或兩種以上聚合物溶液，從而可以生產涂層或中空納米纖維。這種芯鞘纖維結構類似于同軸電纜，但要細得多。
在這種情況下，研究人員將PCM封裝在電紡納米纖維的中心，以解決PCM的泄漏問題。最重要的是，超細纖維具有非常適合人類服裝的柔韌性。
新型納米線及其紡織品原理。圖片來源：美國化學學會
研究人員將相變材料、碳納米管和聚多巴胺太陽能吸收劑，以及聚（3，4-亞乙二氧基噻吩）:聚（苯乙烯磺酸）幾種材料整合成了一種“三體模式”可調節溫度器，也是一種可穿戴紡織品。
這種多核和外殼結構實現了其各種組件之間的協同作用，并提供了能夠適應廣泛環境溫度變化的按需熱調節。
研究人員的下一步目標是，進一步改善織物的相變特性，并為這種材料開發實用的可穿戴設備。
來源：科技日報
