近日，在一年一度的美國先進能源研究計劃署（ARPA-E）成果展示大會上，科研團隊Otherlab展示了一款可随溫度變化而自動伸縮的控溫材料，并聲稱可在明年年底内實現批量生産。

這個科研團隊認為：“這種能根據溫度改變隔熱性的衣物，能夠在一個更大的溫度變化範圍内讓人們保持舒适感。在辦公樓、學校或工廠，如果每個人都能擁有這種衣服，就能夠減少對供熱或功能的需求，并且能有效降低能源消耗。通過提供2℃的溫控範圍，室内能耗和室外排放都能夠減少2%。”

美國先進能源研究計劃署隸屬于美國能源部，由奧巴馬政府在2009年成立。據《麻省理工科技評論》介紹，ARPA-E的新能源項目資金來源于美國複蘇與投資法案，該項目以國防高級研究計劃局（DARPA）為模闆，旨在協助研發那些投資者或其他政府機構可能引入市場的高風險能源技術。

自去年開始，美國先進能源研究計劃署就緻力于推動個人熱量調節項目的研究，其主要觀點是：在整體建築物内控溫（例如開空調）是極大的資源浪費，未來可以通過對個體（或個體周圍的小空間）調節溫度，來節約大量的能源。

控制個體體感溫度最常用和有效的手段，是根據溫度變化增減衣物，這幾乎不浪費任何能量，因為體感溫度直接取決于個人通過控制衣物數量而讓身體熱能與環境的接觸度——如果太熱，就穿一件T恤，如果太冷，就增加一件外套。

常規方式的唯一不便是，我們需要随着溫度變化增加衣服，這就要我們準備很多不同的衣服，而且記得随氣溫變化更換。

據此理論起點，Otherlab的一個小團隊就利用ARPA-E的資金支持，研發了一款被他們稱為“熱适應材料”（“thermally adaptive materials”）的織物。

Otherlab團隊研發的“熱适應材料”單層照片

它由于根據溫度而産生動态隔離變化，因此被稱為自動變化材料（self-poofing fabric）。如果太熱，這個材料就會自動伸展，減小隔熱性；當溫度過低時，這個材料就會通過膨脹（向内填充空氣）來提升隔熱性。

“熱适應材料”随着溫度變化改變厚度

這種材料從扁平到膨脹可能隻要1分鐘左右，下一分鐘又能馬上變回去，這種變化速度對個人穿着控溫來說已經足夠。

在收縮至最扁平的狀态下，這種材料的穿着感相當于一件厚T恤；而膨脹到最松軟的狀态時，就相當于一件超厚戶外外衣——其隔熱能力可以增加到最薄時的3倍，可以适應15℃的溫差變化。

材料在不同溫度下的厚薄變化

這種材料節能特質最好的體現就是，它完全靠溫度驅動自動改變厚度，不需要電源、接線和控制單元，僅僅是普通合成纖維的集合體，但每根合成纖維都有不同的熱膨脹特性。研究者将兩種不同的熱反應材料編織起來，利用了它們在不同的溫度下不同的擴展能力。

項目負責人Brent Ridley表示：“當溫度變化時，這兩種材料的長度變化将會不同，其中一種纖維伸展速度快于另一種纖維，這将會在整體紡織結構中産生一個彎曲空間，使其變成一個能夠容納空氣的有開口的波浪形織物材料，從而讓厚度變化。”

磨損、洗滌、擠壓都不會使材料的特性消失，因為材料本身沒有利用到機械、電子或化學物。

“熱适應材料”可能在明年年底前進行量産

Ridley稱，他和Otherlab的聯合創始人Saul Griffith自從研究生時期就開始朝這個方向探索了，這個想法經曆了很多年，雖然這個項目真正投入研發不過18個月。他們認為這将解決未來的體感溫控問題。

Ridley說，他們的技術可以使通勤、徒步或者旅行變得更加舒适。研究者的目标就是減少人們對笨重衣物的需求，讓舒适感無處不在。

Otherlab的研究成果已經走出實驗室并被制成了商品材料，而且在制造過程中，制造商發現它還可以被用來生産其他織物。Ridley表示，在明年年底内，他們的研究成果将有可能被批量生産為成衣。

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