華媒:新型仿生隔熱材料結構類似北極熊毛髮

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新型仿生隔熱材料結構類似北極熊毛髮 - 俄羅斯衛星通訊社
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據科技日報報道,記者從中國科技大學獲悉,該校化學系俞書宏教授課題組仿照單根北極熊毛髮的中空結構,並將其擴展到由許多毛髮組成的塊體材料上。研究成果6月6日發表在細胞出版社旗下期刊《化學》上。

可穿戴的納米發電機 - 俄羅斯衛星通訊社
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"北極熊的毛髮經過進化完善,使其具有在寒冷潮濕的環境中保溫的效果,這使它成為合成保溫材料的理想模型。通過組裝人工合成的碳管纖維,我們可以設計出一種具有彈性的輕質材料,這種材料在使用期限內不會明顯老化,而且能吸收熱量。" 俞書宏說。

與人類或其它哺乳動物的毛髮不同,北極熊的毛髮是中空的,每一根毛髮都存在空腔結構。這些空腔的形狀和間距形成了它們獨特的白色外殼,實際上北極熊的毛是透明的,光在內部發生反射 ,引起發光,看起來像白色。同時,這也賦予了它們顯著的保溫性和疏水性,適宜人工隔熱材料效仿。

"中空的內核限制了熱對流,中空結構同樣也使單根毛髮變得輕質,這是材料科學中最突出的優勢之一,"中國科技大學副教授劉建偉說,他們模擬了數百萬根中空碳管,每根碳管相當於一根北極熊毛髮,並將它們纏繞成像通心粉一樣的氣凝膠。

研究人員發現受北極熊毛發啓發仿生制備的空心管表現出輕質、隔熱,也幾乎不受水的影響--這是一個使北極熊既能在游泳時保持溫暖,又能在潮濕條件下保持絕緣性的便利功能。另一個好處是,這種新材料與北極熊的毛髮相比具有超彈性,這就進一步提高了其在工程方面的適用性。

研究人員聚焦於這種材料的相關工業用途,下一步準備將目前這種保溫材料的生產從釐米尺度擴大到米級尺度。並探索其在航空航天領域等極端條件下的應用。

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