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 文｜陳根

在人們?nèi)粘５纳a(chǎn)生活中，調(diào)節(jié)到舒適的環(huán)境溫度往往需要消耗大量的能量，而降低能源消耗是可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。目前，大量的工作都在致力于開(kāi)發(fā)被動(dòng)的個(gè)人熱管理技術(shù)，即在不消耗任何能量的情況下使人體降溫。

此前，索尼推出過(guò)一款小型便攜式空調(diào)Reon Pocket。該設(shè)備重86g，貼在脖子下方，可以制冷或加熱，從而為用戶帶來(lái)降溫和升溫的效果。按照官方說(shuō)法，Reon Pocket可以將人體的體感溫度下降13℃或上升 8．3℃ 。但是該設(shè)備續(xù)航能力差，且真正到了室外使用時(shí)，制冷和制熱效果并不明顯。

蠶絲是由蛾毛蟲(chóng)生產(chǎn)的一種天然蛋白質(zhì)織物，以其光滑的外觀和對(duì)皮膚的涼爽舒適而聞名。近來(lái)人們認(rèn)識(shí)到，絲的光學(xué)特性源于其分層微結(jié)構(gòu)，這可能是探索日間輻射冷卻的一個(gè)具有前景的支點(diǎn)。

近日，南京大學(xué)教授合作斯坦福大學(xué)教授，通過(guò)分子鍵合設(shè)計(jì)和可擴(kuò)展的偶聯(lián)劑輔助浸漬鍍膜方法進(jìn)行絲綢的納米加工，在不影響其穿著和舒適性的情況下，實(shí)現(xiàn)了納米處理真絲的亞環(huán)境日間輻射冷卻。

天然絲綢由于其蛋白質(zhì)成分，在紫外線（UV）區(qū)顯示出高吸收率。然而，紫外線區(qū)蛋白質(zhì)的固有吸收阻礙了天然絲在陽(yáng)光下達(dá)到凈冷卻。于是，研究人員通過(guò)分子鍵合設(shè)計(jì)和可擴(kuò)展偶聯(lián)試劑輔助浸涂方法探索了絲的納米加工。

在不影響絲綢其他性能的情況下，研究人員選擇了鈦酸四丁酯（TT）作為偶聯(lián)劑，將Al2O3顆粒與絲綢連接起來(lái)，并將Al2O3顆粒附著在絲綢上。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，TT能與Al2O3表面的羥基形成氫鍵，減少Al2O3顆粒的團(tuán)聚。同時(shí)，通過(guò)這種分子鍵設(shè)計(jì)策略，Al2O3顆粒與絲綢之間形成了強(qiáng)鍵和良好的粘附性。

測(cè)試中，在陽(yáng)光的直接照射下（峰值太陽(yáng)輻照度＞900 W m－2），研究人員觀察到獨(dú)立納米加工絲的溫度比環(huán)境溫度低～3．5℃（環(huán)境溫度為～35℃）。此外，與天然絲相比，納米絲涂層的模擬皮膚的溫度降低了8℃。

值得一提的是，這種納米加工絲對(duì)溫度的調(diào)節(jié)不影響其耐磨性和舒適性。未來(lái)，可通過(guò)納米加工技術(shù)裁剪天然織物，開(kāi)創(chuàng)可調(diào)節(jié)溫度材料的新途徑。