7月11日，記者從華中科技大學(xué)獲悉，該校陶光明團(tuán)隊與多個科研單位交叉學(xué)科創(chuàng)新，突破性地研發(fā)了一種具有形態(tài)分級結(jié)構(gòu)、可大批量制備的光學(xué)超材料織物(以下簡稱超材料織物)，相較于白色棉織物，該織物對人體體表降溫近5℃，具有優(yōu)異的可穿戴性，并與整個紡織行業(yè)相兼容，適合大規(guī)模推廣制備和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

基于輻射制冷的原理和形態(tài)分級的設(shè)計理念，團(tuán)隊提出了一種形態(tài)分級結(jié)構(gòu)的超材料織物，根據(jù)織物空間結(jié)構(gòu)、纖維結(jié)構(gòu)，以及纖維內(nèi)部納米結(jié)構(gòu)，在不同空間、不同尺度上進(jìn)行分級，形成了一種宏觀有序、微觀隨機的形態(tài)學(xué)分級體系。根據(jù)該結(jié)構(gòu)設(shè)計，將從太陽輻射波段到中紅外波段(0.3—25微米)的光譜分為三段，交由超材料織物中的不同級次響應(yīng)，最終實現(xiàn)紫外、可見、近紅外及中紅外波段的寬光譜精準(zhǔn)調(diào)控，有效避免不同波段光譜的串?dāng)_，優(yōu)化光譜響應(yīng)效率。

研究團(tuán)隊將光學(xué)超材料技術(shù)與批量纖維制備技術(shù)相結(jié)合，選用綠色環(huán)保、生物可降解的聚乳酸為纖維原料，獲得均勻連續(xù)的超材料纖維。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步利用紡紗織造和層壓技術(shù)，得到的超材料織物在太陽光波段(0.3—2.5微米)具有92.4%反射率、在中紅外波段(8—13微米)具有94.5%反射率，并且具有低成本、綠色環(huán)保、可產(chǎn)業(yè)化等優(yōu)勢。

經(jīng)嚴(yán)格的測試，在無源條件下，超材料織物可實現(xiàn)全天低于環(huán)境溫度2—10℃的良好制冷效果。借助大氣透明窗口(8—13微米)增強熱量與外部寒冷空間的熱交換，并對整個太陽輻射波段(0.3—2.5微米)實現(xiàn)高效的阻擋。

在正午時段的模擬人體皮膚測試中，相較于同色的商用織物(棉、氨綸、雪紡、麻)，超材料織物下的模擬皮膚溫度可降低5—7℃。在對汽車模型的降溫測試中，覆蓋超材料織物的模型內(nèi)部溫度相較于市售車罩可降溫27℃，相較于無織物覆蓋的模型可降溫30℃。

關(guān)鍵詞： 科學(xué)家 新款織物 大規(guī)模 產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用