新纺织品揭示了北极熊皮毛的保暖秘密

马萨诸塞大学阿默斯特分校的三名工程师发明了一种面料，结束了 80 年来以北极熊皮毛为模型制作合成纺织品的探索。该成果最近发表在ACS Applied Materials and Interfaces杂志上，目前已被开发成商用产品。

北极熊生活在地球上一些最恶劣的条件下，对北极低至 -50 华氏度的温度不屑一顾。虽然熊有许多适应能力，可以让它们在气温骤降时茁壮成长，但自 1940 年代以来，科学家们一直特别关注一种适应能力：它们的皮毛。科学界提出疑问，北极熊的皮毛如何保暖?

通常，我们认为保持温暖的方法是使自己免受天气影响。但还有另一种方式：过去几十年的一项重大发现是，许多极地动物积极利用阳光来维持体温，北极熊的皮毛就是一个众所周知的例子。

几十年来，科学家们已经知道熊的部分秘密是它们的白色皮毛。人们可能会认为黑色皮毛会更好地吸收热量，但事实证明，北极熊的皮毛在将太阳辐射传输到熊的皮肤方面非常有效。

“但毛皮只是方程式的一半，”该论文的资深作者、 麻省大学阿默斯特分校化学副教授兼化学工程兼职教授Trisha L. Andrew说。“另一半是北极熊的黑皮肤。”

正如安德鲁解释的那样，北极熊毛皮本质上是一种天然纤维，将阳光传导到熊的皮肤，皮肤吸收光线，为熊加热。但毛皮也非常擅长防止现在温暖的皮肤散发出所有来之不易的温暖。当阳光普照时，就像有一条厚毯子可以让自己暖和起来，然后将温暖贴在您的皮肤上。

安德鲁和她的团队所做的是设计一种双层织物，其顶层由线组成，就像北极熊的皮毛一样，可以将可见光传导到下层，下层由尼龙制成，并涂有一种叫做 PEDOT 的深色材料。PEDOT 就像北极熊的皮肤一样，可以有效地保暖。

如此高效，事实上，用这种材料制成的夹克比同样的棉质夹克轻 30%，但只要阳光明媚或一个房间光线充足。

“空间加热消耗了大量能源，这些能源主要来自化石燃料，”该论文的第一作者、完成了他的博士学位的 Wesley Viola 说。在 UMass 获得化学工程博士学位，现在在 Andrew 的初创公司 Soliyarn, LLC。“虽然我们的纺织品在阳光明媚的日子里作为外衣真的很闪亮，但光热捕集结构的工作效率足以想象使用现有的室内照明直接加热身体。通过将能量资源集中在身体周围的‘个人气候’上，这种方法可能比现状更具可持续性。”

这项得到国家科学基金会支持的研究已经在应用中， Soliyarn已经开始生产 PEDOT 涂层布。