Squid-inspired fabric for temperature-controlled clothing
A)普通魷魚的示意圖,描繪了肌肉控制的變色皮膚。B) 含有嵌入式色素細胞器官的魷魚皮質示意圖,由於肌肉的作用,色素細胞在擴張(左)和收縮(右)狀態之間轉變。此層自適應地調製可見光的透射和反射。C) 標準溫度調節複合材料的示意圖,該材料由含有嵌入金屬島的聚合物基質組成,在施加應變時在鄰接(左)和分離(右)狀態之間轉變。D) 施加應變之前(左)和之後(右)的透氣穿孔、可清洗封裝且可穿戴的織物整合複合材料的示意圖。圖片來源:Lee 等人。

穿夾克太熱但不穿又太冷?運動服飾品牌擁有可適應各種氣候的溫控布料,產品輕盈但保暖。然而,請考慮使用可以調整以滿足您特定溫度需求的布料。

受到魷魚皮動態變色特性的啟發,加州大學歐文分校的研究人員開發了一種製造熱調節材料的方法,該材料透氣、耐洗,並且可以整合到柔性織物中。他們發表了先進仿生複合材料的概念驗證APL生物工程

「魷魚的皮膚很複雜,由多層組成,這些層共同作用來操縱光線並改變動物的整體顏色和圖案,」作者阿隆·戈羅德茨基說。“其中一些層含有稱為色素細胞的器官,它們在擴張和收縮狀態之間轉換(根據肌肉動作)以改變皮膚傳輸和反射可見光的方式。”

而不是操縱,該團隊設計了一個運作於。當人們變熱時,他們會散發出一些看不見的熱量,(這就是熱像儀的工作原理)。能夠操縱和適應這種排放並具有溫度調節功能的衣服可以精細地調節到穿著者所需的溫度。

該材料由覆蓋有銅島的聚合物組成,拉伸它可以將銅島分開,並改變其傳輸和反射紅外光的方式。這項創新創造了控制服裝溫度的可能性。

在一個先前發表APL生物工程,團隊模擬了複合材料的自適應紅外線特性。在這裡,他們以這種材料為基礎,透過使其可清洗、透氣並融入織物中來增強其功能。

團隊在複合材料上鋪了一層薄膜,以便於清洗而不降解——這對任何織物來說都是一個實際的考慮因素。為了使複合材料透氣,研究團隊對其進行了穿孔,產生了一系列的孔。所得產品表現出與棉織物相似的空氣和水蒸氣滲透性。然後,該團隊將材料黏附到網格上,以演示簡單的織物整合。

研究團隊利用傅立葉變換紅外光譜測試了該材料的自適應紅外線特性,並使用防汗熱板測試了動態溫度調節特性。即使同時進行薄膜分層、穿孔和織物集成,材料的熱管理性能也沒有受到影響。

「我們的先進複合材料現在為大多數穿戴式應用提供了機會,但可能特別適合滑雪夾克、保暖襪、隔熱手套和冬帽等服裝,」戈羅傑茨基說。

除了對於織物來說,用於開發該面料的團隊也充滿潛力。

戈羅德茨基說:「賦予我們的材料透氣性、可洗性和織物兼容性的策略可以轉化為其他幾種類型的可穿戴系統,例如可洗有機電子產品、可拉伸電子紡織品和能量收集摩擦電材料。

更多資訊:製造透氣、可水洗、織物整合的魷魚皮體溫調節材料,APL生物工程(2024)。DOI:10.1063/5.0169558

引文:受魷魚啟發的布料可用於製作溫控服裝(2024 年 10 月 1 日)檢索日期:2024 年 10 月 1 日來自 https://techxplore.com/news/2024-10-squid-fabric-temporary.html

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