2021-07-11|閱讀時間 ‧ 約 5 分鐘

第 266 話:一穿上就涼 5 度!「超穎織物衣」登場!

熱死人的天氣又來了!都是溫室效應害的,快開個冷氣壓壓驚!等等,這不是又會讓溫室效應更嚴重嗎?有沒有更好的方法,不用電就能降低體感溫度呢?
最近有個「冰○衣」,找了一堆大明星來代言,廣告打很大,不過仔細一看,有明確講出的機能是「抗紫外線」防曬係數達到UPF50+(紫外線穿透率低於 1/50),其他「穿了會覺得超涼超冰」就不知道是來自什麼黑科技了。
不過如果要標榜涼爽的話,「抗紅外線」比「抗紫外線」重要…
之前我們介紹過「超激白」塗料(本站 2021/04/18 貼文),塗上它白天可以降溫4.4度,晚上可以降溫10.5度,免插電、零排放,這種東西可以用在衣服上嗎?
2021年7月8日的 Science 刊登了中國華中科技大學「武漢光電實驗室」(看到這單位心裡抖了一下)陶光明(Guangming Tao,音譯)教授以及浙江大學現代光學國家重點實驗室的馬耀光(Yaoguang Ma,音譯)教授團隊的論文,發表了一種多層次結構的「超穎織物」(metafabric),所做成的衣服,一穿上去,立刻降溫4.8度。
關鍵在於「中紅外線」(mid-infrared, MIR,波長約3~50微米)這個波段。波長與可見光較接近的近紅外線(near-infrared, NIR)是「熱感」的元兇,太陽光中的紅外線會加熱被照射的人體讓我們覺得熱,而根據量子力學的「黑體輻射」原理,物體只要不是絕對零度,就會釋放出電磁波。發出的電磁波波長越短,能量越高。人體發出的電磁波主要是紅外線,釋放時可以把熱能帶走,可是進紅外線很容易被空氣中的水分子吸收,又把周遭的空氣加熱,所以熱能還是聚集在我們身邊。MIR不會被空氣吸收,只要釋放出去就可以直送太空。2017年史丹佛大學的團隊就開發了一種能讓人體放出的MIR直接穿透的衣料,把能量直送外太空,穿上去可以讓人降溫3度,相當有效,不過這種衣料的厚度只有 45 微米,大概只有一般超薄麻布三分之一的厚度,因此有強度的問題——可能動得劇烈一點就很容易破掉。
這次中國團隊提出的,是一種由聚乳酸(Polylactic Acid, PLA,不是人民解放軍)、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene, PTFE)與二氧化鈦奈米顆粒所構成的複合結構,可以像鏡子一樣反射掉太陽光中的紫外線、可見光以及近紅外線,反射率達到92.4%;更重要的是還能利用材料的化學鍵吸收衣服下面的體熱,轉成MIR發射出去(同樣直送外太空),達到輻射冷卻的效果。
超穎織物的結構示意圖,右上角小圖是PTFE以及二氧化鈦對電磁波的散射模擬(來源:Science)
超穎織物的結構示意圖,右上角小圖是PTFE以及二氧化鈦對電磁波的散射模擬(來源:Science)
研究團隊作了一件「一半超穎織物、一半普通棉T」的衣服(雙面人逆?)讓學生穿上後,在太陽底下曬一個小時(研究生真命苦),從紅外線影像可以看出,新布料那邊涼了將近5度。
(左)穿上「半邊T恤」的研究生的紅外線影像,採用新的「超穎織物」的右半邊呈現溫度較低的藍色(來源:Science);(右)這實驗令所有人(更正:只有老宅)聯想到雙面人「阿修羅男爵」(來源:永井豪/東映)
目前這件衣服得要「超級貼身」才能發揮效果,在類似一般衣物比較寬鬆的狀態下,能發揮多少散熱效果,還需要進一步驗證。
不過至少穿著「超人力霸王」緊身衣的特攝演員應該是用得上啦!
目前只能做緊身衣,可以給「超人力霸王」的演員使用,免得拍片期間中暑(來源:円谷プロダクション)
  • 超中二物理宅雜記
  • 等我征服世界就把光學列為全人類必修
  • 生命宇宙與萬事萬物什麼都馬跟物理有關
  • 話都給我講就好 其之266
溫故知新之「超激白塗料」:https://vocus.cc/article/607ba3bcfd89780001c51d9d
分享至
成為作者繼續創作的動力吧!
© 2024 vocus All rights reserved.