由微碳納米管(CNT)制成的薄膜已成為開發(fā)服裝的關(guān)鍵材料，它可根據(jù)穿戴者需要加熱或冷卻設(shè)置材料性能。美國北卡州立大學(xué)的一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)，CNT薄膜具有熱、電的綜合物理特性，這使其成為下一代智能織物的有吸引力的候選材料。

優(yōu)化材料的熱性能和電學(xué)性能，使材料即使暴露在空氣中數(shù)周也能保持其理想的性能，這已成為研究人員研發(fā)的重心。該研究報(bào)告的共同作者圖沙爾·格斯（Tushar Ghosh）說，許多研究人員正在努力開發(fā)一種既無毒又價(jià)廉，在加熱和冷卻方面具有很高特性的纖維。他們發(fā)現(xiàn)，碳納米管若使用得當(dāng)，就可以在安全方面顯示出獨(dú)特的作用，相對而言，也價(jià)廉物美。

研究人員希望將這種材料融入織物，調(diào)節(jié)服裝溫度，主要表現(xiàn)在集成于織物中的硬性材料，事實(shí)上，市場上現(xiàn)有的商用可穿戴熱電器件存在很多脆弱的環(huán)節(jié)，而CNT的特性即可解決過去無法解決的問題。

為了給穿戴者降溫，可在碳納米管外加入電流，這時(shí)，熱量就從身體中排出，即可把它想象成一種薄膜，可一邊冷卻一邊加熱。研究人員測量了這種材料的導(dǎo)電性能，以及它的導(dǎo)熱系數(shù)。最大的發(fā)現(xiàn)之一是，這種材料的導(dǎo)熱系數(shù)相對較低，這意味著熱量在離開身體后不會輕易返回，這樣就可以維持涼爽了。這也意味著，如果材料被用來給穿戴者保暖，熱量就會隨著電流向身體擴(kuò)散，而不會散失于空氣中。

為此，研究人員通過與機(jī)械和航空航天工程專家合作準(zhǔn)確測得材料的導(dǎo)熱系數(shù)。研究人員采用了一種特殊的試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以更準(zhǔn)確地測量材料內(nèi)電流在材料內(nèi)移動方向上的熱導(dǎo)率。他們認(rèn)為：必須按相同的方向測量每一項(xiàng)性能，以便對材料的性能做出合理的評估。這不是一項(xiàng)容易的任務(wù)，非常具有挑戰(zhàn)性，但他們開發(fā)了一種方法來測量這一點(diǎn)，特別適用于柔性薄膜。

研究小組還利用兩種溫度環(huán)境之差或熱梯度材料的生電能力來進(jìn)行測試。他們利用這一點(diǎn)來加熱、冷卻或?yàn)樾⌒碗娮釉O(shè)備供電。是否具備熱電性能，這是柔性材料既很重要也是關(guān)鍵的特性。但研究的重點(diǎn)不是要怎么獲得最佳的熱電性能，而是怎么作為一種靈活的電子柔性材料用于織物。研究人員對這個(gè)項(xiàng)目的期望是設(shè)計(jì)一款智能面料，可加熱和冷卻，并收集能量。與其加熱或冷卻整個(gè)住宅或空間，不如加熱或冷卻人體的微溫環(huán)境。若能像恒溫器一樣給穿戴者降低1～2攝氏度，那作用就大了，為人體節(jié)省能量，也省事省力。

（據(jù)美國《科學(xué)日報(bào)》近期資料https://www.sciencedaily.com/releases/2020/07/200702115026.htm）