在极寒环境中,北极熊凭借一身超强保暖的“毛衣”傲立冰雪,其奥秘在于毛发内部独特的“核-壳”结构——中空多孔的内核封存大量静止空气,致密外壳则抵御外界湿冷。如今,这一自然智慧正被人类转化为革命性的保暖材料。
浙江大学团队通过仿生学研究,成功开发出一种封装气凝胶的中空纤维。该纤维内核采用高分子气凝胶,内部布满直径10-30微米的定向排列孔隙,形成“空气仓库”有效阻隔热传导;外壳则以热塑性聚氨酯弹性体(TPU)包裹,赋予纤维超强韧性。实验数据显示,在零下20℃环境中,由该纤维编织的“北极熊毛衣”表面温度仅上升3.5℃,而同等厚度的羽绒服表面温度上升3.8℃,棉质衣物更飙升至10.8℃。这意味着仿生纤维的保暖效率较传统羽绒提升超300%,且厚度仅为羽绒的1/5。
这一突破不仅源于对北极熊毛发微观结构的精准复刻,更在于对热辐射的智能调控。纤维内部孔隙尺寸与人体红外线波长匹配,形成“红外反射层”,从源头减少热量流失。目前,该材料已实现商用纺织机直接编织,并具备耐拉伸、耐水洗等特性,未来有望应用于极地科考、太空探索等极端环境装备,重新定义人类对抗严寒的方式。
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