实验证明，穿上人造纤维编织成“毛衣”的小兔子，能成功“逃”过红外相机的追踪。

该研究成果的论文《仿北极熊毛的隔热织物》发表在《先进材料》后，相关科研亮点被《自然》、《新科学家》和美国化学会等陆续报道。

众所周知，北极熊一身轻盈油亮的毛发能够将热量紧紧的锁在体表内，为其创造温暖舒适的微环境。

每根北极熊的毛大约15厘米长，直径大概在微米左右，和人的头发差不多粗细。放在电镜下观察会发现，其毛发一根中空而半透明的小管，孔径15-20微米左右。小孔周围还有许多更为狭长的小孔，也沿着同一方向伸展。

人造北极熊毛微观电镜结构。图片由本文作者提供

柏浩告诉记者，毛发中的小孔内“封装”着空气，空气静止了，热对流就无法产生，从而减少了热量的流失。北极熊的毛几乎不泄露热量，及时是红外相机拍摄，也无法探测到热量。

他进一步解释道，这与人类穿衣保暖是同一个道理，层层的衣服将空气包裹在身体周围，产生保温效果。

于是，柏浩思考，能不能做出一件北极熊的“毛衣”来？

经过一年多尝试，团队开发出一种“冻纺”术，用天然的蚕丝蛋白纺成纤维，其结构与隔热功能都可与北极熊的毛媲美。

在实验室内，记者看到了一台正在工作的“纺纱机”：浓度为5%的蚕丝蛋白水溶液，被注射穿过一个冰冷的铜环，水溶液中的水遇冷凝成冰晶，溶液被重新“塑形”成纤维。

这些纤维经过冷冻干燥，冰晶蒸发了，便留下一条条由蚕丝蛋白组成的纤维，外形酷似北极熊的毛。

在电镜下“仿制毛”内部层层有序地分布着狭长小孔。“多孔材料质地往往较脆，而这种层层有序的分布，赋予了材料一定的强度。”柏浩表示，这是材料实现纺织和穿戴的必要条件。

具有“热隐身”功能的仿生隔热织物，在红外相机下显示隔热效果。图片由本文作者提供

团队将人造纤维织成一块布，所用蚕丝蛋白的量相当于两颗蚕茧。在-10℃到40℃的环境中，红外相机下的小兔子头部轮廓清晰可见，而穿着人造纤维衣服的身躯则无法探测到。

实验证明了，小兔子体表温度被锁在了人造纤维的衣服内，从而实现了完美“热隐身”。

课题组还对天然北极熊毛与仿生纤维导热率进行了对比：天然北极熊毛导热率是27，仿生纤维的导热率最低为19。导热率越低，表示隔热性能越好。

这一仿生隔热纤维的诞生，也展示了美好的应用前景：未来的冬天，我们或许可告别厚重的外套，披一件薄如蝉翼的“毛衣”便可出门；野外作战的士兵，在“热隐身衣”的保护下，可成功躲过红外探测……

“在隔热功能上仿生北极熊，这只是我们研究的第一步。”柏浩说，仿生的终极目的，并不是制造出和自然一模一样的产品，而是研发设计功能更为强大的材料。

“此外，我们还在研发用于高温隔热的功能材料。”柏浩说。

编辑：朱丽

审核：管晶晶

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