中国科学家开发北极熊仿生毛衣 仅羽绒外套五分之一厚

一种仿效北极熊毛的纤维制成的毛衣，尽管只有羽绒外套的五分之一厚，却提供了一样的保暖效果。（示意图）

中国科学家受到北极熊毛启发，开发出了只有羽绒外套五分之一厚，但同样保暖的北极熊毛仿生毛衣，采用的合成纤维是一种由聚氨酯（polyurethane）包覆的气凝胶，具有柔软、可清洗和可穿戴的特性。并且发表在《科学》期刊上。

据国际权威《自然》（Nature）期刊官方新闻报导，近日登上《科学》（Science）期刊的一项研究，一种仿效北极熊毛的纤维制成的毛衣，尽管只有羽绒外套的五分之一厚，却提供了一样的保暖效果，这种由一种轻量化的合成材料——气凝胶（Aerogel）制成的纤维在被拉伸、清洗和染色后依然保持其捕捉热能的特性。

共同研究者中国浙江大学的材料科学家高微微表示，这个概念验证的纤维未来可能用于需要轻巧和耐用的服装，如运动服、军服和太空服，而无需动物毛皮或羽绒。

研究发现，气凝胶是最佳保温材料之一，也已经被用作建筑隔热材料，但由气凝胶制成的纤维通常太脆弱，容易破损，无法编织成纺织品，而且在清洗和潮湿环境中容易失去其保温性能。

因此研究人员在找寻解决方案的过程中，受北极熊毛的启发结果发现这种毛的每根毛丝的核心都有数十个微小的空气袋，防止热量传导，使熊在严酷的北极环境中保持温暖。这种多孔的核心被一层防水、柔软且坚韧的外壳所包覆。

高微微及她的同事使用一种称为冻结纺织（freeze-spinning）的方法，这是他们先前用来制造「蚕丝衍生的溶液」再制成纤维的方法，成功制造出了模拟北极熊毛多孔内部结构的气凝胶纤维。为了复制外壳，研究人员用一种弹性材料，称为热塑性聚氨酯，对气凝胶进行薄薄的包覆，这种材料通常用于运动服装和器材。

气凝胶在不损坏的情况下无法拉伸超过其现有长度的2%，但受到这种弹性的涂层的影响，复合纤维可以在拉伸到1000%时恢复到原长度，表明它比以前的气凝胶纤维更强大和有弹性，就算纤维在被拉伸到2倍长度1万次以后其保温性能仍然维持一样，浸泡在水中、风乾或染色后也不会改变其结构或形状，气凝胶毛衣在洗衣机中旋转几次后其保温性能并未降低，表明它足够耐穿。