新型智慧布料：光能轉熱，極寒保暖新利器

科學家研發出一種嶄新的智慧布料，能將光轉化為熱能。只需在陽光下曝曬十分鐘，它就能使溫度提升超過54華氏度（30攝氏度）。此新布料或可用於極寒氣溫下的服裝製作。

去年年底發表於《先進複合材料與混合材料》期刊的研究指出，這種新型材料內嵌入了特殊的奈米粒子，它們能吸收陽光並將其轉化為熱能。與此同時，纖維中加入的感溫染料會可逆地改變顏色，使用者能透過視覺監測溫度的波動。

多年來，科學家一直致力於設計可穿戴的加熱器，以幫助人們在寒冷環境中維持舒適的體溫。此類布料可用於山難救援裝備，甚至寵物服飾。然而，現有的設計通常依賴昂貴的元件，如金屬奈米材料，或是笨重的電池供能加熱元件。

為解決這些問題，加拿大滑鐵盧大學的化學工程師李育寧（音譯）及其團隊將目光投向光熱聚合物，這是一種類似塑膠的材料，能把光轉化為熱能。

兩種聚合物——聚苯胺（PANI）和聚多巴胺（PDA）的奈米粒子，被嵌入熱塑性聚氨酯（PTU）纖維的基質中，PTU是一種廣泛用於生產防水服和運動服的材料。在紡絲過程中，團隊還在混合物中加入了各種感溫（熱致變色）染料，製造出一系列隨材料溫度升高而改變顏色的纖維。

這些新紡出的纖維很容易織成布料，團隊還為一隻泰迪熊織了一件小毛衣，以測試這種智慧材料的特性。在陽光下曝曬十分鐘後，這件紅色毛衣的溫度達到了令人矚目的128.3華氏度（53.5攝氏度）。隨著溫度上升，紅色染料分子的化學結構發生變化，使其變成白色。

李育寧在一封郵件中告訴《生活科學》：「嵌入的奈米粒子能高效吸收各種波長的陽光。當陽光照射到這些奈米粒子時，它們吸收能量，並透過一種稱為光熱轉換的過程將其釋放為熱能。」

研究顯示，這種智慧布料質地柔軟且富有彈性，材料能拉伸至原始尺寸的五倍，即使經過25次洗滌，仍能保持其變色和變溫的特性。李育寧表示：「我們優先考慮了耐用性，確保布料能承受反覆使用和環境暴露，同時維持其創新特性。」

目前，團隊正努力使該材料能投入商業生產，但在廣泛使用之前，仍需進行進一步測試。李育寧稱：「這項研究的下一步重點在於降低生產成本、擴大製造規模，以及確保纖維長時間接觸皮膚時的安全性。」