夏日酷暑 看科學家研制“納米森林”來降溫！

材料牛注： 沖進火災現場的消防員們，在室外競技場揮灑汗水的運動員們，該如何“武裝”自己，讓自身保持涼爽呢？也許一款便攜的冷卻裝備就夠了，這就是濱州州立大學研發的新型納米線陣列。

電熱材料具有電熱效應，即通過外加電場改變溫度以冷卻晶體。以前的研究大多采用單晶、塊體陶瓷或薄膜陶瓷等作為冷卻材料，但這些材料脆而硬，加工性能較差。鐵電聚合物同樣可用于冷卻，但其產生制冷效果的電場強度超過了人類所承受的安全極限。

“大多數的電熱陶瓷材料含有鉛元素，而我們避免使用鉛，”濱州州立大學材料科學與工程系教授Qing Wang表示，“傳統的冷卻系統使用的冷卻劑對環境有害，我們用于冷卻的納米線陣列不會帶來環境問題。”

Wang的研究團隊正致力于制備一種高柔韌、環保并且具有對人體安全的制冷電場范圍的納米線材料。他們將此材料的制作分為兩部分。首先，將TiO2納米線沉積于摻雜氟的氧化錫鍍膜玻璃上，利用模板使所有納米線以相同的高度垂直于玻璃表面生長。然后，將鋇離子和鍶離子注入TiO2納米線中。此外，銀納米片被用作電極。

垂直排列的鐵電鈦酸鍶鋇納米線陣列可以用36伏電壓使溫度降低約15℃，而尺寸與IPad相仿的500克蓄電池可以帶來約2小時的電量供應。制備的納米森林可以從玻璃基板上轉移到任何其它的基板表面，各類服裝面料也不例外。Wang表示，“低電壓正好與人體的適度運動相匹配，所需要做的是設計出適合于人體的冷卻系統。”

這種材料也許某天會被并入消防裝備、運動員服裝或其它可穿戴設備中，甚至作為行業標準材料被推廣使用，因為它重量輕、柔性大，而且無再生冷卻液所導致的臭氧損耗。

該研究成果已發表在Advanced Materials上。

參考地址：Personal Cooling Units On The Horizon

感謝材料人編輯部楊洪期提供素材