墨爾本皇家理工大學(xué)的研究人員正在使用納米鉆石制造智能紡織品,可以更快地讓人降溫。
該研究發(fā)現(xiàn),與未經(jīng)處理的棉花相比,用納米金剛石涂層的棉花制成的織物在冷卻過(guò)程中的溫度降低了2-3攝氏度。它們通過(guò)吸收身體熱量并從織物中釋放熱量來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目的——這是納米鉆石令人難以置信的導(dǎo)熱性的結(jié)果。
項(xiàng)目負(fù)責(zé)人兼高級(jí)講師Shadi Houshyar博士發(fā)表在《 Polymers for Advanced Technologies》上,他表示,利用這些見(jiàn)解創(chuàng)造用于運(yùn)動(dòng)服甚至個(gè)人防護(hù)服的新型紡織品的機(jī)會(huì)很大,例如消防員保持涼爽的底層。
研究還發(fā)現(xiàn)納米鉆石增強(qiáng)了棉花的紫外線防護(hù)能力,使其成為戶外夏季服裝的理想選擇。
Houshyar說(shuō):“雖然2或3度可能看起來(lái)沒(méi)有太大的變化,但在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)確實(shí)會(huì)對(duì)舒適和健康產(chǎn)生影響。從實(shí)際角度來(lái)看,這可能是關(guān)閉空調(diào)還是打開(kāi)空調(diào)的區(qū)別。”“還有可能探索納米鉆石如何用于保護(hù)建筑物免受過(guò)熱的影響,這可能會(huì)帶來(lái)環(huán)境效益!
由于空調(diào)的使用減少,這種織物在服裝中的使用預(yù)計(jì)將節(jié)省20-30%的能源。
該研究團(tuán)隊(duì)位于材料創(chuàng)新和未來(lái)時(shí)尚中心(CMIFF),由RMIT工程師和紡織品研究人員組成,他們?cè)陂_(kāi)發(fā)下一代智能紡織品以及與行業(yè)合作開(kāi)發(fā)現(xiàn)實(shí)解決方案方面擁有豐富的專業(yè)知識(shí)。
Houshyar說(shuō),與普遍的看法相反,納米鉆石與裝飾珠寶的鉆石不同。
“它們實(shí)際上制造起來(lái)很便宜——比氧化石墨烯和其他類型的碳材料便宜,”她說(shuō)。
“雖然它們具有碳晶格結(jié)構(gòu),但它們的尺寸要小得多。它們也很容易用爆炸或廢料等方法制造!
它是如何工作的?
棉材料首先涂上粘合劑,然后用由納米金剛石、聚氨酯和溶劑制成的聚合物溶液進(jìn)行靜電紡絲。
這一過(guò)程在棉纖維上形成了一個(gè)納米纖維網(wǎng),然后經(jīng)過(guò)固化將兩者結(jié)合在一起。
首席研究員兼研究助理Aisha Rehman博士說(shuō),納米鉆石涂層被故意只涂在織物的一面,以限制大氣中的熱量傳遞回身體。
“織物有納米金剛石涂層的一面接觸皮膚。然后納米鉆石將熱量從人體轉(zhuǎn)移到空氣中,”拉赫曼說(shuō),她在博士學(xué)位期間參與了這項(xiàng)研究。
“因?yàn)榧{米鉆石是非常好的導(dǎo)熱體,所以它比未經(jīng)處理的織物導(dǎo)熱更快!
拉赫曼說(shuō),選擇納米金剛石進(jìn)行這項(xiàng)研究是因?yàn)樗鼈兙哂泻軓?qiáng)的導(dǎo)熱性。
納米鉆石通常用于IT領(lǐng)域,還可以幫助改善液體和凝膠的熱性能,并提高金屬的耐腐蝕性。
“納米鉆石也是生物相容的,所以它們對(duì)人體是安全的。因此,它不僅在紡織品領(lǐng)域,而且在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域都有巨大的潛力,”拉赫曼說(shuō)。
雖然這項(xiàng)研究仍處于初步階段,但Houshyar表示,這種將納米纖維涂覆到紡織品上的方法具有很強(qiáng)的商業(yè)潛力。
Houshyar說(shuō):“與以前測(cè)試的方法相比,這種靜電紡絲方法簡(jiǎn)單明了,可以大大減少制造步驟的多樣性。以前測(cè)試的方法具有冗長(zhǎng)的過(guò)程和納米鉆石的浪費(fèi)。”
進(jìn)一步的研究將研究納米纖維的耐用性,特別是在洗滌過(guò)程中。