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浙大研发仿生“北极熊毛” 可告终红外“隐身”

gecimao 发表于 2019-03-16 13:21 | 查看: | 回复:

  新京报快讯(记者王煜)今日(2月28日),新京报记者从浙江大学获悉,浙大化学工程与生物工程学院教授柏浩,受到北极熊过冬的启发,研发出 “冻纺”技术,纺出人造纤维,可实现保暖,还能在红外相机追踪下“隐身”。目前,相关研究论文已经在核心期刊发布。

  柏浩介绍,每根北极熊的毛大约15厘米长,直径200微米左右。电镜下观察发现,这种毛发实际是一根中空而半透明的小管,孔径15-20微米左右。小孔周围还有许多更为狭长的小孔,也沿着同一方向伸展。

  “许许多多小孔‘封装’着空气,空气静止了,热对流就无法产生,减少了热量的流失。”柏浩解释,北极熊毛发的这种结构,将空气包裹在身体周围,产生保温效果。由于几乎不泄露热量,因此,用红外相机无法拍摄到热成像画面,可以实现“隐身”。

  作为仿生智能材料领域研究者,柏浩开始致力于相关材料研发,“这要求除了微观结构要逼真外,其材质、强度、舒适度等都要达到可穿戴要求。”

  经过一年多尝试,柏浩团队开发出 “冻纺”技术,用天然的蚕丝蛋白纺成纤维,其结构与隔热功能,都可与北极熊毛媲美。

  具体步骤上,用浓度为5%的蚕丝蛋白水溶液,注射穿过铜环,水溶液中的水遇冷瞬间凝成了冰晶,水溶液被重新“塑形”成为连续的纤维。在这个过程中,冰晶发挥了“塑形”的功能,不但形成了纤维的“骨架”,也在纤维内部形成了有序的空间。这些纤维经过冷冻干燥,冰晶蒸发,留下一条条由蚕丝蛋白组成的纤维。

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