夏日酷暑 看科学家研制“纳米森林”来降温！

材料牛注： 冲进火灾现场的消防员们，在室外竞技场挥洒汗水的运动员们，该如何“武装”自己，让自身保持凉爽呢？也许一款便携的冷却装备就够了，这就是滨州州立大学研发的新型纳米线阵列。

电热材料具有电热效应，即通过外加电场改变温度以冷却晶体。以前的研究大多采用单晶、块体陶瓷或薄膜陶瓷等作为冷却材料，但这些材料脆而硬，加工性能较差。铁电聚合物同样可用于冷却，但其产生制冷效果的电场强度超过了人类所承受的安全极限。

“大多数的电热陶瓷材料含有铅元素，而我们避免使用铅，”滨州州立大学材料科学与工程系教授Qing Wang表示，“传统的冷却系统使用的冷却剂对环境有害，我们用于冷却的纳米线阵列不会带来环境问题。”

Wang的研究团队正致力于制备一种高柔韧、环保并且具有对人体安全的制冷电场范围的纳米线材料。他们将此材料的制作分为两部分。首先，将TiO2纳米线沉积于掺杂氟的氧化锡镀膜玻璃上，利用模板使所有纳米线以相同的高度垂直于玻璃表面生长。然后，将钡离子和锶离子注入TiO2纳米线中。此外，银纳米片被用作电极。

垂直排列的铁电钛酸锶钡纳米线阵列可以用36伏电压使温度降低约15℃，而尺寸与IPad相仿的500克蓄电池可以带来约2小时的电量供应。制备的纳米森林可以从玻璃基板上转移到任何其它的基板表面，各类服装面料也不例外。Wang表示，“低电压正好与人体的适度运动相匹配，所需要做的是设计出适合于人体的冷却系统。”

这种材料也许某天会被并入消防装备、运动员服装或其它可穿戴设备中，甚至作为行业标准材料被推广使用，因为它重量轻、柔性大，而且无再生冷却液所导致的臭氧损耗。

该研究成果已发表在Advanced Materials上。

参考地址：Personal Cooling Units On The Horizon

感谢材料人编辑部杨洪期提供素材