會自動調節散熱之創新紡織品

 

刊登日期:2022/4/20
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美國杜克大學(Duke University)開發了一項輕量素材,在乾燥狀態時,會將熱能維持在內部,但開始出汗後即打開小通氣孔讓熱能釋出,而再度乾燥時,又會關閉通氣孔以維持熱能。此項素材並非應用電子學原理,而是利用物理現象讓通氣孔開閉,若將新素材應用於衣物貼片用途,將可望在各種情況下維持衣物內部的舒適性。

杜克大學在製作具有這兩種特性的材料時,注意到尼龍材料。尼龍價格低、輕便、柔軟,且已知尼龍被裁切成蓋片狀(Flap)時,蓋片面接觸到水分後會逐漸形成捲曲現象。由於尼龍的保溫性較差,因此研究團隊在尼龍上鋪設了銀層以防止熱能散逸。最初預期銀的重量會妨礙尼龍蓋片的動作,因此儘可能將銀層薄化,但出乎意料地銀的添加反而促使蓋片更為捲曲。經過各種厚度測試,研究團隊發現了在50 nm左右的最佳厚度,並確認厚度更薄,反應也不會變佳,而厚度增厚的話,銀的重量會阻礙通氣孔打開。

實驗中,研究團隊在一塊約手掌大小的貼片上設置了如指甲般僅數mm的蓋片,並將此素材與聚酯、彈性纖維混合而成的一般纖維進行比較,確認蓋片關閉的乾燥狀態時會變暖約16%,而在蓋片打開的濕潤狀態時則涼爽約14%。由此可知,透過使用尼龍與銀的混合材料,將可擴大溫熱舒適範圍30%。此外,新技術也優於既有防寒衣物在腋窩處安裝拉鍊以利於散熱的方式。

杜克大學表示,若能找到新型雷射切割方式製作極小蓋片的話,經過處理的衣物與一般衣物在外觀上將無差異。此外,研究團隊也計畫在表面利用奈米複合層,藉此將可在不改變熱特性的情況下自由改變材料的顏色。

 


資料來源: https://engineer.fabcross.jp/archeive/220320_innovative-textile.html
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