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Zilin Lin
2024/08/22last_publish_at科技新知

在炎熱的夏天,無論是運動員、園藝工作者、公園裡的孩子,還是海灘上的遊客,只要待在戶外,都希望能穿上涼爽的衣服。一旦走到陽光下,你會感到越來越熱,因為你的身體和衣物正在吸收來自太陽的紫外線 (UV) 和近紅外線 (near-IR) 光線。此外,人體本身也在持續產生熱量,這同樣可以被視為一種光能。


為了讓人們在戶外更舒適,雖然已有研究人員經開發出可以偏轉太陽光並排出體熱的紡織品,是在目前的紡織纖維中嵌入光折射合成顆粒,如二氧化鈦或氧化鋁,或是使用有機聚合物,如聚偏二氟乙烯(Polyvinylidene Difluoride),但目前這類材料往往需要使用特殊纖維或經過複雜的製作工藝。


麻薩諸塞大學阿默斯特分校的研究人員開發出一種耐用的粉體塗層,能讓織物下方的空氣冷卻,最多可達華氏 8 度。研究人員創造建一種更為簡易的技術,使用化學氣相沉積 (CVD) 方法,將合成與沉積合併到同一步驟中,把薄聚合物層接枝到商用紡織品上。相較於其他附著塗層的方法,該技術的製作步驟較少,對環境的影響也較小。研究團隊亦將研究成果發表在美國化學會 (ACS) 秋季會議。


研究人員將碳酸鈣與硫酸鋇結合,並透過化學氣相沉積 (CVD) 施加在聚合物上,其中的小顆粒碳酸鈣提供反射可見光和近紅外線波長之功能,而硫酸鋇顆粒則提供反射紫外光之功能)。在處理小方塊織物時,研究人員在織物上塗了一層 5 微米厚的聚合物層(丙烯酸羥乙酯,2-hydroxyethyl acrylate),並將織物反覆浸入含有鈣或鋇離子的溶液以及含有碳酸根或硫酸根離子的溶液中。每次浸泡,晶體變得更大、更均勻,讓織物呈現霧面效果。此時,研究人員說明,透過調整浸泡循環的次數,可以控制顆粒的大小,以達到理想的紫外線和近紅外光反射效果(顆粒直徑在 1 至 10 微米之間)。而研究人員也在溫度超過 90 華氏度的戶外進行測試,結果顯示,經過處理的織物比未經處理的織物冷卻效果更顯著,最大差異達 15 華氏度,使樣品下方的空氣變得更涼爽。


特別的是,這種紡織品能在不需要任何電力的情況下幫助降低人體的熱感。對於在極熱環境中努力保持涼爽的人來說,這可能是一個非常有用的資源。

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