如果有一件衣服，正着穿可以帮助散热，反着穿可以抵御寒冷，是不是听起来很匪夷所思？但美国斯坦福大学崔屹团队的一项研究表明，这并不是忽悠人，而是有科学依据，有望制成的。
北京时间11月11日，《Science Advances》期刊发表了崔屹团队的最新研究成果。在纳米多孔聚乙烯材料中嵌入双层发射极后，形成的织物可以在不需要电线、外来电源的情况下，具有降温和保暖两档功能，且切换功能时仅需调整织物的正反面。这将拓宽人们对环境温度的舒适范畴，增强皮肤对环境的适应性。
保持稳定的体温是生理功能的重要基础。在冬天和夏天，人们除了增减衣物，改变身体与环境之间的热交换之外，只能通过开空调等改变环境温度的方式来让体温保持在正常水平。据统计，全球13%的能源消耗是在空调上。
崔屹团队希望通过纳米技术，研发智能布料，以调控红外辐射率的方式来改变体温，减少相关能源消耗。要知道，在绝对零度以上的物体都辐射红外能量。人体静止时40%-60%的散热是通过红外辐射。
在2015年和2016年，崔屹团队分别发明了两种智能布料。一种是在常规的织物上增加金属纳米涂层，将红外辐射折射回人体，起到保温的作用。另一种则是从家庭常用的保鲜膜（聚乙烯）上取经，将其改造成纳米多孔聚乙烯，在保证红外辐射可通过的同时，解决了保鲜膜对可见光透明的问题，成为一种可降温的织物。
而这次的最新研究成果，崔屹团队发明了一种鱼与熊掌兼得的材料，可在降温和保暖两档功能之间切换自如。
这款新材料的设计核心在于，将非对称发射极嵌入到不同厚度的纳米多孔聚乙烯中。选择什么材料作为发射极，以及用什么制备方法是难点。
最终，崔屹团队分别选择了碳和铜作为两层发射极涂层的材料。碳能很好地吸收中红外辐射，是理想的高发射率材料。与之相反的，金属会对中红外辐射进行反射，是合适的低发射率材料。
以碳为材料的高发射率层、以铜为材料的低发射率层分别放于一层纳米多孔聚乙烯之上。随后，研究人员将两层发射极层叠放在一起，形成纳米多孔聚乙烯-高发射率层-低发射率层-纳米多孔聚乙烯，这样的结构。但靠近发射极层的纳米多孔聚乙烯厚薄不同，碳发射极一侧的厚度为24微米，铜发射极一侧的厚度为12微米。
崔屹团队研发的新材料结构。自上而下分别为24微米的纳米多孔聚乙烯，9微米的碳，0.15微米的铜，12微米的纳米多孔聚乙烯
为了验证效果，研究人员用人工皮肤进行实验。在裸露的情况下，皮肤温度为31摄氏度。盖上商店里普通运动衫的布料时，人工皮肤的温度升为36.9摄氏度。
新材料的表现呢？崔屹团队发现，在降温模式，也就是将靠近碳发射极的一面朝外时，人工皮肤的温度下降为33.8摄氏度；在保温模式，也就是将织物翻个面，以靠近铜发射极的一面朝外时，人工皮肤的温度回升到40.3摄氏度。换而言之，在无需其它帮助下，这款新材料可调控6.5摄氏度的体温波动。
在人工皮肤上进行测试。黑色为裸露时皮肤温度，灰色为普通面料遮盖时皮肤温度，蓝色为新材料降温模式时，红色为新材料保暖模式时
进一步地，研究人员发现，这种材料之所以能兼备两种截然不同的功能，不依赖于材料发射率的绝对值，而在于发射率的差值。只有铜发射极或只有碳发射极的织物没有如此好的温度调控能力。
通过数值拟合，崔屹团队预测，将发射率的差值增大后，这种织物的温度调控差可达14.7摄氏度。
对于崔屹团队来说，这不过是他们发表的又一篇顶级期刊论文，但对于纺织业、服装业来说，却可能是具有特殊意义的一次技术突破。
1、这是一件不需要消耗额外能源、不需要精密自动化控制，却可以实现“全天候”保持温度舒适任务的衣服。不论是早上的阴冷还是温暖的午后，它都可以提供全时段、全温段的服务，而不用总是“及时增减衣物”，或纠结于“二四八月乱穿衣”。当然啦，崔屹团队表示，如果配合上带有电源的可穿戴设备，他们可以让衣服变得更加智能、可控。
2、这还是一种廉价的技术。其中用量最大的材料聚乙烯，是非常常见的日常材料，常用于制作保鲜膜、食品包装等日用品。
也许在未来，我们就不用消耗那么多能源去维持所有的室内温度了。人人只需要穿着薄薄的一件衣服，就可以完美维持体表的温度和湿度。这种有些科幻片都不一定敢想象的场景，正在被科学家们变成现实。
但在那一步前，崔屹他们的神奇布料要克服的实际应用障碍还有很多。比如，他们尚不能对湿度进行调节。还有，作为一件衣服，双模织物需要证明自己足够耐磨、耐洗。最后，大家剁手买衣服的时候，温度的需要经常让位给风度。户外衣物的面料科技含量再高，销量最好的面料还是纯棉、毛料等传统质地。
不过，时尚的潮流总是说变就变，或许过不了多长时间，微米级别厚度、可以同时御寒和散热、甚至可以精确调控温度的衣服，实现科技与时尚的完美统一。(来源：澎湃新闻，石墨烯资讯)
