在北极条件下当兵是艰苦的。防护服可能很重,在用力时可能导致过热和出汗。尽管戴着这样的装备,手脚也会变得麻木。为了让军事人员在严寒的气候中更舒适、更做好战斗准备,科学家们正在进行一项旨在制造高科技织物的研究,这种织物在通电时可以加热,并能捕捉汗水。可以想象,这些面料在未来也可以用于消费服装。
研究人员今天在第254届美国化学学会(ACS)全国会议和博览会上展示了他们的研究结果。
Paola D 'Angelo博士说,军队的大部分御寒装备都是30多年前设计的,所以士兵们经常选择在零售店购买御寒手套。但即使是这种现代装备也不足以防止伞兵在北极条件下降落到地面时手脚失去知觉。“如果士兵一登陆就必须操作武器,那就有问题了,”D’angelo指出。“所以我们想继续进行这项基础研究,看看我们是否能在极端寒冷的天气里改变手部佩戴方式。”
这项工作的灵感来自斯坦福大学崔毅博士领导的研究。崔的团队合成了非常精细的银纳米线,然后将这些纳米线的网络放在棉花上。通过给银纳米线通电,研究人员可以加热这种织物。
D’angelo、Elizabeth Hirst博士和美国陆军纳蒂克士兵研究、发展与工程中心的同事们正在努力将这种银纳米线的想法扩展到适合军装的织物上,比如聚酯和棉/尼龙混纺。陆军研究小组发现,在这些织物的1英寸× 1英寸的测试样品上施加3伏电压——典型的手表电池的输出——在一分钟内将温度提高了100华氏度。如果这些实验织物最终可以用于制服,士兵们就可以调高或调低电压来改变制服产生的热量,以适应天气条件。增加的暖气意味着军服可以更薄、更轻,这对必须携带重物和长途跋涉的士兵来说是一个优势。
科学家们还加入了一层由聚乙二醇或聚乙二醇制成的吸汗水凝胶颗粒。N-isopropylacrylamide)。研究人员认为,这些颗粒可能会阻止织物的其他层被弄湿,这将使士兵在执行任务时更舒适。回到基地后,士兵们可以把制服挂起来,在温暖的室内空气中晾干,从而释放出制服上的汗水。
织物上的银纳米线可以承受反复洗涤,现在研究人员正在研究如何最好地应用水凝胶,使其同样耐用。D’angelo和同事们还将研究银网和水凝胶是如何相互作用的。该团队的另一个研究方向是考虑为银网提供不同的电源,因为电池会给制服增加太多的重量。
一旦D’angelo和她的同事优化了手套的面料,他们可能会将这项技术扩展到胸部和腿部的衣服上。她说,最终,它可能会进入消费产品。
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