鄭州大學研製紫色降溫布料 反射 88% 陽光並可防水

重點
  • 鄭州大學與阿德萊德大學研發新型紫色布料,反射 88% 陽光。
  • 新布料在戶外實驗中降溫效果顯著,較傳統布料降溫最多達 11.2 華氏度。
  • 布料具備防水性能,並能承受多次洗滌,降溫效能穩定。
  • 研究目標在於打破降溫織物必須是白色的傳統觀念。

由中國鄭州大學與澳洲阿德萊德大學組成的研究團隊,研發出一種可反射高達 88% 太陽光的新型紫色布料,在戶外實驗中較傳統紫色棉布降溫最多達 11.2 華氏度。研究人員指出,這項技術有望打破白色織物在防暑降溫領域的傳統優勢,讓彩色布料同樣具備高效散熱能力。

在戶外實測中,這款高科技布料較市售染色紫色棉布降溫達 11.2 華氏度(6.2 攝氏度),同時平均反射 87.6% 太陽輻射,並釋放 96.4% 中紅外輻射,使熱量得以穿越大氣層散逸至外太空。阿德萊德大學材料工程學教授、論文共同作者 Jun Ma 博士表示,團隊希望證明高效降溫與色彩選擇並非只能二擇其一。

新布料的降溫效果

現時大多數被動式降溫織物皆採用白色設計,原因在於淺色表面具備較高的反射率,能夠反射大部分入射陽光;雪、冰、沙漠以至混凝土等淺色地表皆屬此類。相反,森林、海洋與瀝青等深色或彩色表面則吸收較多太陽能量,導致溫度上升。紫色染料的製備需要吸收綠光,而綠光恰處於太陽光譜最強波段之一,令紫色成為降溫布料設計上的一大難題。

為克服此挑戰,研究團隊製備出含有紫色金屬有機框架(MOF)及氧化鋅納米粒子的微觀纖維。這種組合既賦予織物紫色的外觀,亦提供被動降溫所需的光學特性。實驗結果顯示,布料能反射約 87.6% 入射太陽�射,同時釋放約 96.4% 中紅外輻射,並在戶外試驗中產生顯著的溫差。

在直射陽光下,新布料較市售白色棉布降溫 7.6 華氏度(4.2 攝氏度),較染色紫色棉布降溫 11.2 華氏度(6.2 攝氏度)。使用模擬皮膚進行的測試中,覆蓋新布料的人造皮膚日間溫度較未覆蓋部分最多低 14.4 華氏度(8 攝氏度);相比之下,白色棉布的最大降溫效果為 8.3 華氏度(4.6 攝氏度),而傳統紫色棉布僅降溫約 5 華氏度(2.8 攝氏度)。

布料的耐用性與防水性能

研究人員指出,這款布料質地輕盈且具彈性,能夠承受大幅拉伸,並容許汗氣等水蒸氣穿透,同時擁有極強的防水性能。此外,布料在經過 50 次洗滌循環後,降溫效能依然穩定。阿德萊德大學化學工程學院博士生、論文共同作者 Yangzhe Hou 表示,這項技術對長時間身處戶外人士大有裨益。

未來的發展潛力

該布料亦展現出對紫外線輻射的高度耐受性,在相當於約 108 日戶外曝曬的加速老化測試後,仍能維持原有光學性能。Hou 指出,長遠目標在於擺脫「降溫織物必然是白色」的固有框架,並強調新一代紡織品在色彩、舒適度與降溫性能三者結合上,具有龐大的發展�力。相關研究成果已於學術期刊《Small》發表。

項目規格
太陽輻射反射率平均 87.6%(最高 88%)
中紅外輻射發射率約 96.4%
較市售染色紫色棉布降溫最多 11.2 華氏度(6.2 攝氏度)
較市售白色棉布降溫7.6 華氏度(4.2 攝氏度)
較未覆蓋模擬皮膚降溫最多 14.4 華氏度(8 攝氏度)
白色棉布最大降溫幅度8.3 華氏度(4.6 攝氏度)
傳統紫色棉布降溫幅度約 5 華氏度(2.8 攝氏度)
耐洗滌次數50 次循環後效能穩定
耐紫外線老化相當於約 108 日戶外曝曬
主要材料紫色金屬有機框架(MOF)+氧化鋅納米粒子
發表期刊《Small》

新型布料對降溫技術的影響

這項新型紫色布料的研發,標誌著降溫技術的一次重大突破。傳統上,白色織物因其高反射率而成為降溫材料的首選,但這項研究顯示彩色布料同樣可以具備優異的降溫性能,挑戰了以往的設計理念。該布料不僅具備高效的熱管理能力,還兼具防水及耐用性,對長時間在戶外活動的人士尤其重要。隨著對色彩、舒適度和功能性的重視,未來的紡織品設計可能會迎來更多創新,進一步提升人們的生活質量。

本文由 The Base Principle 編譯自以下英文報道,內容經翻譯及整理,事實與數據以原文為準。
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