英國研究人員利用二維(2D)材料石墨烯研發(fā)出一種智能服裝，它在炎熱條件下可讓人的體溫自動降低。這就是曼徹斯特大學(xué)國家石墨烯研究所科學(xué)家制作的一件原型服裝顯示的效果。這件衣服還演示了如何進(jìn)行動態(tài)下的熱輻射控制，提高石墨烯的熱性能和柔韌性。該研發(fā)還為紡織品交互式紅外顯示和隱蔽紅外通信等的新應(yīng)用打開了大門。

人體在紅外光譜中以電磁波的形式輻射能量（稱為黑體輻射）。在炎熱的氣候下，充分利用紅外線輻射降低體溫，這可通過紅外透明紡織品來實(shí)現(xiàn)。相反，它也可以阻擋紅外線輻射，以盡量減少體熱的損失。急救毯是個常見的例子，它用于調(diào)節(jié)極端情況下體溫的波動。

英國科學(xué)家的協(xié)作團(tuán)隊(duì)通過用電調(diào)諧石墨烯層的紅外發(fā)射率（輻射能量的能力）來演示兩種相反狀態(tài)間的動態(tài)轉(zhuǎn)變，然后集成到紡織品上。早在2004年，該大學(xué)就利用單原子厚度的石墨烯首次實(shí)現(xiàn)了分離并進(jìn)行更深層次的探索。他們發(fā)現(xiàn)，石墨烯的潛在用途之巨大，人類無法想象。該研究導(dǎo)致商業(yè)產(chǎn)品升級換代的飛躍：如織物化的石墨烯開始應(yīng)用于電池、手機(jī)、體育用品和汽車等等。

發(fā)表在最新一期《納米通訊》雜志上的新研究表明，智能光學(xué)紡織技術(shù)可改變其熱視覺。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了采用石墨烯層控制紡織表面的有害輻射的目的。領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的是英國教授科斯昆·科卡巴斯(Coskun Kocabas）。他說：“控制熱輻射的能力是幾個關(guān)鍵應(yīng)用的必要條件。在惡劣的氣候條件下，它能透過織物有效管控體溫。熱毯是用于這一目的的一個常見例子。然而，隨著周圍環(huán)境的升溫或降溫，保持這些功能一直是個嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。”

科卡巴斯教授補(bǔ)充說：“不同形式的紡織品成功演示光學(xué)特性的調(diào)諧，可利用纖維結(jié)構(gòu)的普遍性能，使新功能成為可能。而用于紡織物顯示器、通信、自適應(yīng)太空服和時尚時，則更勝一籌?！?/p>

這項(xiàng)研究建立在以前同組研究的基礎(chǔ)之上——使用石墨烯制造熱偽裝，這可誘使紅外相機(jī)報錯。新的研究也可整合到現(xiàn)存的大規(guī)模生產(chǎn)中的紡織材料，如棉花。為了正確演示其效果，該團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一款T恤衫，其原型產(chǎn)品允許穿著者投射肉眼看不見但可從紅外相機(jī)讀取編碼信息。

業(yè)界認(rèn)為，這一研究成果及時顯示出將石墨烯的特殊光學(xué)性能轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌氖褂眉夹g(shù)成為可能。他們的下一步研究是解決地球軌道衛(wèi)星動態(tài)熱管理的難題。軌道衛(wèi)星需要經(jīng)受很高溫度的太陽熱輻射，而在地球陰影中卻能凍結(jié)數(shù)據(jù)。這樣一來，該技術(shù)可以通過控制熱輻射和按需調(diào)節(jié)衛(wèi)星溫度來實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星的熱動態(tài)管理。

參與該項(xiàng)目的另一教授克斯提亞（Kostya Novoselov）說：“石墨烯的光學(xué)性能展示了一種美麗的效果?？吹竭@樣的結(jié)果真是令人興奮，它產(chǎn)生的影響覆蓋了大多數(shù)高科技應(yīng)用。”

先進(jìn)材料是曼徹斯特大學(xué)的研究燈塔之一，即先行發(fā)現(xiàn)，跨學(xué)科合作和跨部門的伙伴關(guān)系十分重要，這正是解決地球面臨的最大問題的方式之一。

（據(jù)美國《科學(xué)日報》近期資料https://www.sciencedaily.com/releases/2020/06/200618120205.htm）