蓬松“人造棉”新材料既能锁热又能防潮,极寒户外装备或迎颠覆性黑科技。
棉质内衣虽说柔软又暖和,但一运动就露怯——棉纤维太能吸水,湿了之后反而加速身体热量流失,户外党早就把它拉黑了。最近中科院团队捣鼓出一种新型合成纤维气凝胶,号称既能保持棉花那种蓬松手感,又能强力拒水,还能像电池一样“储热再放热”,相当硬核。
这项成果出自中科院张世辉、张志华、史全等人之手,他们搞出的材料叫“相变纤维气凝胶”(PCFA),又轻又软。它由拒水的高分子纤维构成,里面均匀塞满了微胶囊化的相变烃类物质,可以做成蓬松棉絮状,也能压成平整的布片。低温时,相变烃分子的结构会让纤维彼此靠拢、紧紧锁住热量;一旦温度升到大约26.2℃的转折点,分子结构一变,纤维骨架打开,存好的热量就释放出来,自动调节贴身微环境的温度。
实验里,团队拿了一块15×20厘米的样品跟同等尺寸的棉布做对比。高湿环境下,新材料几乎不沾水汽和水滴,棉布那边早就吸饱了;冷热切换时,PCFA也能跟着温度变化在储热和放热模式之间来回切换,完全符合设计预期。他们还搞了真人模拟测试,一只手包PCFA、另一只手包同厚度的棉布,塞进零下25℃的极寒环境里。结果包新材料的那只手明显更暖和,保暖效果碾压普通棉布。
耐用性方面,水洗20个循环后,新材料几乎不掉纤维,蓬松度依然在线,保温性能只轻微下滑,还能保留约97%的“锁热”能力,日常穿洗完全扛得住。柔韧性测试也没掉链子,包在反复弯曲的手指上结构完整,不开裂不断裂,以后做成衣服或手套,频繁活动也不容易坏。
团队表示,后续还会继续优化和工程化开发,这种蓬松合成纤维有望成为极寒户外服装、手套和保暖装备的终极面料方案,兼顾舒适、防潮和保暖。相关论文已经发在《ACS Energy Letters》上,美国化学会也对外公布了这项进展。





