红外波段|穿上它可降温近5℃ 一种分级结构超材料织物面世

【红外波段|穿上它可降温近5℃ 一种分级结构超材料织物面世】7月11日，采访人员从华中科技大学获悉，该校陶光明团队与多个科研单位交叉学科创新，突破性地研发了一种具有形态分级结构、可大批量制备的光学超材料织物（以下简称超材料织物），相较于白色棉织物，该织物对人体体表降温近5℃ ，具有优异的可穿戴性，并与整个纺织行业相兼容，适合大规模推广制备和产业化应用。
基于辐射制冷的原理和形态分级的设计理念，团队提出了一种形态分级结构的超材料织物，根据织物空间结构、纤维结构，以及纤维内部纳米结构，在不同空间、不同尺度上进行分级，形成了一种宏观有序、微观随机的形态学分级体系。根据该结构设计，将从太阳辐射波段到中红外波段（0.3—25微米）的光谱分为三段，交由超材料织物中的不同级次响应，最终实现紫外、可见、近红外及中红外波段的宽光谱精准调控，有效避免不同波段光谱的串扰，优化光谱响应效率。
研究团队将光学超材料技术与批量纤维制备技术相结合，选用绿色环保、生物可降解的聚乳酸为纤维原料，获得均匀连续的超材料纤维。在此基础上，进一步利用纺纱织造和层压技术，得到的超材料织物在太阳光波段（0.3—2.5微米）具有92.4%反射率、在中红外波段（8—13微米）具有94.5%反射率，并且具有低成本、绿色环保、可产业化等优势。
经严格的测试，在无源条件下，超材料织物可实现全天低于环境温度2—10℃的良好制冷效果。借助大气透明窗口（8—13微米）增强热量与外部寒冷空间的热交换，并对整个太阳辐射波段（0.3—2.5微米）实现高效的阻挡。
在正午时段的模拟人体皮肤测试中，相较于同色的商用织物（棉、氨纶、雪纺、麻），超材料织物下的模拟皮肤温度可降低5—7℃ 。在对汽车模型的降温测试中，覆盖超材料织物的模型内部温度相较于市售车罩可降温27℃ ，相较于无织物覆盖的模型可降温30℃ 。采访人员吴纯新刘志伟通讯员高翔