加利福尼亚州欧文市,2019年4月29日 - 加利福尼亚大学欧文分校的工程师从隐形海洋生物的皮肤中汲取设计灵感,开发出新一代自适应空间毯,使用户能够控制温度。今天发表在Nature Communications上的一项研究详细介绍了这项创新。
“超轻质太空毯已经存在了几十年 - 你看马拉松运动员将自己包裹起来以防止比赛后体热损失 - 但关键的缺点是材料是静态的,”共同作者Alon Gorodetsky说, UCI化学与生物分子工程副教授。“我们制作了一个具有多能的版本,因此您可以调节捕获或释放的热量。”
国际自盟研究人员从各种鱿鱼,章鱼和墨鱼中获取设计线索,这些鱿鱼利用其适应性的动态皮肤在水生环境中茁壮成长。头足类动物通过快速变色来伪装自身的独特能力部分归因于称为色素细胞的皮肤细胞,其可以立即从微小的点变为扁平的盘。
“我们在工作中使用了类似的概念,在这里我们有一层彼此相邻的微小金属'岛',”主要作者Erica Leung说,他是化学和生物分子工程的UCI研究生。“在放松的状态下,这些岛屿聚集在一起,材料反射并捕获热量,就像传统的聚酯薄膜太空毯一样。当材料被拉伸时,岛屿分开,让红外辐射通过并加热逃逸。”
Gorodetsky说,他对这种新型材料有更多应用:作为建筑物中的反射嵌件,提供适应不同环境条件的绝缘层;制造帐篷,特别擅长保持居住者在户外舒适;并有效管理有价值的电子元件的温度。
根据Gorodetsky的说法,服装将是一种特别适合新型生物材料的应用,他与运动服装制造商Under Armour Inc.的同行合作开展研究项目。
“人们在办公室里感觉舒适的温度对于每个人来说都略有不同。如果一个人在70度处可能会很好,那么下一个桌子的人可能更喜欢75度,”他说。“我们的发明可以调整衣服以适应室内每个人的舒适度。这可以节省30%到40%的供暖和空调能源使用。”
那些将自己包裹在太空毯中的马拉松运动员可能能够在服装集成的用户界面上输入数字,以达到所需的热舒适度,在比赛期间优化性能并在之后恢复。
Leung提到的其他好处包括材料重量轻,易于制造和低成本,以及耐用性。她注意到它可以被拉伸并恢复到其原始状态数千次。
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