烈日下的撒哈拉沙漠,可以直接把雞蛋烤熟。撒哈拉銀蟻卻可以外出覓食,因為它們擁有致密而有序的銀色毛發,可以有效地反射可見光和近紅外光,這正是太陽輻射的主要組成部分。同時,銀色毛發還賦予了銀蟻極高的熱輻射率來散發熱量。
“在戶外暴曬環境中,我們往往會吸收大量太陽輻射,而人體熱輻射效率不足以抵消太陽光的輸入,從而導致皮膚溫度上升。”華中科技大學教授、光谷實驗室運動與健康智能化技術創新中心主任陶光明介紹。因此,利用撒哈拉銀蟻“銀色鎧甲”的仿生學原理,我國科學家研制了一種特殊面料——無源制冷光學超材料織物。通過人體降溫實驗,研究人員發現,相比于普通的白色棉織物,無源制冷光學超材料織物可以為人體降溫高達5℃。
此外,研究人員還模擬了汽車的降溫實驗。他們將三輛汽車模型放在陽光下暴曬,第一輛未覆蓋任何產品,其他兩輛分別覆蓋市售車罩和無源制冷光學超材料織物。1 個小時后,無覆蓋的汽車模型內溫度已高達60℃,覆蓋市售車罩可使溫度降低約3℃,而覆蓋無源制冷光學超材料織物可使汽車模型內溫度降低近30℃,降溫效果良好。
基于該面料研發的護臉面罩同時解決了保暖和透氣兩個問題。在零下10℃的環境中,可讓運動員吸入空氣溫度提高20℃,面部皮膚溫度提高6℃。在2022 北京冬奧會上,陶光明教授團隊的無源保暖雪上科技護臉技術被國家越野滑雪隊采用,在嚴寒環境下為運動員的面部實現高效保暖防護。
陶光明教授表示:“如今,在疫情防控中,全世界的醫護工作者都穿著悶熱的防護口罩和防護服,我們正在將這一技術應用在口罩和防護服上,在實現有效防護的基礎上,同時實現有效的戶外降溫,努力提升醫護工作者工作時的舒適度。”
(摘編自中國光谷)
