人体在人体中以电磁波的形式辐射能量红外光谱(称为黑体辐射)。在炎热的气候下,人们希望充分利用红外辐射来降低体温,这可以通过使用红外透明纺织品来实现。而在相反的情况下,红外线屏蔽罩是将身体能量损失降至最低的理想选择。紧急毛毯是一个常见的例子,用于处理极端病例的体温波动。
科学家们的合作团队通过将石墨烯层的红外发射率(辐射能量的能力)电调到纺织品上,演示了两种相反状态之间的动态转变。
单原子厚度的物质石墨烯2004年在曼彻斯特大学首次被分离和探索。它的潜在用途是巨大的,研究已经导致了商业产品的飞跃,包括;电池、移动电话、运动用品和汽车。
研究表明,智能光学纺织技术可以改变其热可见度。该技术使用石墨烯层来控制织物表面的热辐射。
领导这项研究的Coskun Kocabas教授说:“控制热辐射的能力对于一些关键应用是至关重要的,比如在高温气候下对身体的温度管理。”隔热毯是用于这一目的的一个常见例子。然而,随着周围环境的升温或降温,保持这些功能一直是一个突出的挑战。”
Kocabas补充说:“成功地演示了不同形式的光学性质的调制纺织可以利用无处不在的纤维结构,并使新技术在红外和其他电磁波谱领域的应用,包括纺织品显示、通信、适应性太空服和时尚。”
这项研究建立在同一小组之前的研究基础上,使用石墨烯制造热伪装,能够骗过红外摄像机。这项新研究还可以整合到现有的大量生产的纺织材料中,如棉花。为了证明这一点,该团队开发了一款t恤的原型产品,让穿着者能够投射出肉眼看不到但可被红外摄像机读取的编码信息。“我们相信,我们的结果及时地展示了将石墨烯的特殊光学特性转化为新型实现技术的可能性。常规材料无法实现上述性能。这一研究领域的下一步是解决对地球轨道卫星的动态热管理的需要。轨道上的卫星面对太阳时温度过高,在地球的阴影下冻结。我们的技术可以根据需要控制卫星的热辐射和温度,实现卫星的动态热管理。”Kocabas说。
Kostya Novoselov教授也参与了这项研究:“这是一种美丽的效果,本质上是在石墨烯独特的能带结构中产生的。看到这样的效果带来了这些高科技应用,真是令人兴奋。”他说。
来源:曼彻斯特大学