皇家墨尔本理工大学的研究人员正在使用纳米金刚石来制造智能纺织品,可以让人们更快地降温。他们的研究发表在《PolymersforAdvancedTechnologies》杂志上,发现采用静电纺丝方法用涂有纳米金刚石的棉制成的织物,与未经处理的棉相比,在冷却过程中温度降低了2-3°C。

纳米钻石可能是凉爽服装的关键

他们通过吸收体热并将其从织物中释放来实现这一点——这是纳米金刚石令人难以置信的导热性的结果。

项目负责人兼高级讲师ShadiHoushyar博士表示,这是一个很好的机会,可以利用这些见解来创造用于运动服甚至个人防护服的新型纺织品,例如让消防员保持凉爽的内衣。研究还发现纳米金刚石增强了棉布的紫外线防护能力,使其成为夏季户外服装的理想选择。

“虽然2或3度可能看起来变化不大,但它确实会在较长时间内对舒适度和健康产生影响,实际上,这可能是关闭空调或打开空调的区别,”Houshyar说。

“还有可能探索如何使用纳米金刚石来保护建筑物免受过热,从而带来环境效益。”

由于空调使用量减少,预计在服装中使用这种面料可节省20%至30%的能源。

该研究团队位于材料创新与未来时尚中心(CMIFF),由皇家墨尔本理工大学的工程师和纺织研究人员组成,他们在开发下一代智能纺织品以及与业界合作开发切合实际的解决方案方面拥有丰富的专业知识。

胡什亚尔说,与普遍的看法相反,纳米钻石与装饰珠宝的钻石不同。

“它们实际上制造起来很便宜——比氧化石墨烯和其他类型的碳材料更便宜,”她说。

“虽然它们具有碳晶格结构,但它们的尺寸要小得多。它们也很容易使用爆炸等方法或利用废料来制造。”

怎么运行的

首先在棉材料上涂上粘合剂,然后用由纳米金刚石、聚氨酯和溶剂制成的聚合物溶液进行静电纺丝。

该过程在棉纤维上形成纳米纤维网,然后将其固化以将两者粘合在一起。

首席研究员兼研究助理艾莎·雷曼(AishaRehman)博士表示,纳米金刚石涂层是特意仅涂在织物的一侧,以限制大气中的热量传回身体。

“带有纳米金刚石涂层的织物的一面接触皮肤。纳米金刚石然后将热量从身体传递到空气中,”雷曼说,她在博士学位期间参与了这项研究。

“因为纳米金刚石是很好的导热体,所以它比未经处理的织物导热得更快。”

雷曼说,这项研究选择纳米金刚石是因为它们具有很强的导热性能。

纳米金刚石通常用于IT,还可以帮助改善液体和凝胶的热性能,并提高金属的耐腐蚀性。

“纳米金刚石还具有生物相容性,因此对人体是安全的。因此,它不仅在纺织品方面具有巨大潜力,而且在生物医学领域也具有巨大潜力,”雷曼说。

虽然这项研究仍处于初步阶段,但胡什亚尔表示,这种将纳米纤维涂覆到纺织品上的方法具有强大的商业潜力。

“这种静电纺丝方法非常简单,与之前测试的方法相比,可以显着减少制造步骤的多样性,这些方法的特点是流程冗长且浪费纳米金刚石,”Houshyar说。

进一步的研究将研究纳米纤维的耐用性,特别是在洗涤过程中。