科学探索

中国高校重磅研究，光学超材料织物，让你夏天凉爽好几度

科学探索万象经验2023-05-08

随着世界碳排放的增加，全球变暖的趋势越来越明显，夏天也变得越来越炎热。今年，高温天气给世界各国带来了严重的灾害，美国的异常高温造成了多地的火灾，有一些地方甚至出现了70摄氏度的高温，我国部分地区超出正常气温的天气也时常发生。

因此，在这些极端的天气下，开发出有效的人体降温技术是非常有意义的，特别是对于那些在户外高温天气下工作的工人来说，改善高温工作条件具有非常实际的价值，比如机场的机务人员。目前，已经有一种衣服带有微型空调设备。但是，它需要自带电源，整个设备不仅笨重而且工作时间还特别短。如果我们能让衣服可以自动降温，那么这不仅对环境是友好低碳的，而且还能让我们享受清凉。

最近，华中科技大学和浙江大学的团队就设计了一种光学超材料织物，它可以自己降温，温度比周围环境还要低2摄氏度到10摄氏度。它以宇宙空间的3K低温为天然冷库，利用8到13微米中红外波段的大气透明窗口与人体中红外光谱的重叠，从而可以远程向宇宙辐射热量，实现零能耗的辐射降温。

此外，该织物还可以减少对太阳能量的吸收。在微观尺度上，纳米结构在空间上进行合理的分布，这使它在宏观上体现为多层织物结构。不同层次的结构可以响应不同类型的光谱，可以避免不同光谱之间的干扰，从而优化对太阳光谱的响应。

根据数据显示，这种超材料织物在太阳光波段中具有92.4%的反射率，在中红外线中具有94.5的发射率。如此之高的反射率使它反射了大部分太阳光，而高发射率则将大部分热量散发出去，低吸收高排放使得它的温度能够降低。

除了实验室进行测试之外，该光学超材料织物还在实际环境中进行了测试。在正午时间段，使用超材料织物对模拟皮肤进行覆盖，得到的结果比一般商业面料的温度还要低5-7摄氏度。另外，用新材料制成的车衣覆盖在汽车上，相较于一般车衣，车内温度相差了27摄氏度。最后，在真人测试中，志愿者穿着新材料制成的衣物，在阳光下暴晒30分钟，温度也比一般衣物要低4摄氏度。

这种光学超材料织物的问世，对于抵抗夏天的高温具有重要意义。

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