王育煌：智能织物重大突破：红外辐射“门控”效应

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化学系1992级本科校友、马里兰大学化学系教授王育煌（YuHuang Wang）及其合作者在智能织物领域取得重要进展。相关研究成果“Dynamic gating of infrared radiation in a textile”于2019年2月8号发表于《科学》（Science, DOI: 10.1126/science.aau1217）。我院邓顺柳副教授在马里兰大学化学系访学期间参与了该研究工作，负责导电材料（如碳纳米管）的设计、合成和表征，并实现导电材料在特殊设计纤维上的可控包覆，使织物对环境变化做出响应。

人体与环境的热交换有超过40%是通过红外辐射进行的，然而，无论是我们的皮肤还是构成服装的纺织品，都不能依据环境的变化动态地控制这种红外辐射。鉴于此，马里兰大学王育煌、欧阳敏团队用涂有少量碳纳米管的特殊设计纤维制成纺织品，这种纺织品在不同的环境条件下显示出很好的红外辐射“门控”效应：在炎热和潮湿的条件下，织物中的纱线发生变形并紧密地结合在一起，缩小了纱线中导电材料之间的距离，增强了导电材料之间的电磁耦合，产生共振电磁耦合效应，使纺织品的辐射率更好地匹配人体的热辐射，允许红外辐射（热量）通过。同时，纱线的收紧直接提高了纺织品的孔隙率，有利于人体和环境之间的对流和蒸发等传统的热交换，协同增强了智能织物的红外辐射“门控”效应。当外界条件变得更凉爽和干燥时，织物中的纱线以相反的方式对环境做出响应，阻挡人体热量的散失。

这一研究成果使人体通过纺织品动态地“打开”和“关闭”红外辐射“门”从而实现人体温度的自适应调控成为可能，可能导致具有热管理能力的可穿戴设备的突破，从而降低建筑供暖和制冷的能源成本，或提高人类在苛刻环境中生存的能力。

文章链接：http://science.sciencemag.org/content/363/6427/619