史上最熱的夏天即將過去，科學家們帶來一個好消息——或許在不久的未來，我們可以不再依賴冷氣機，穿著「塑膠」衣物便能享受一個涼爽的夏天。
美國史丹福大學的科學家日前在科學雜誌《自然》（Nature）上發表研究報告，發現用具有多孔結構的納米聚乙烯（nanoporous polyethylene，簡稱 nanoPE）基底纖維來製造衣物，其透氣程度不僅與傳統紡織物相當，還具備降温功能，穿着時能使人體温度降低攝氏4度。
在實驗中，研究人員在模擬皮膚發熱的裝置上覆蓋 nanoPE 材料，發現表面温度僅上升攝氏0.8度；然而在相同條件下，覆蓋棉布時，裝置的温度上升攝氏3.5度，而另一種由高密度聚乙烯纖維製成的無紡物料則使温度增加攝氏2.9度。
此外，研究人員還對比了 nanoPE 材料和普通聚乙烯材料的散熱能力。研究發現，普通的聚乙烯材料只能反射環境中20%的可見光，nanoPE 卻能反射99%的可見光，同時讓人體產生的熱輻射通過。
在夏天，人體通過兩種關鍵形式散發熱量——排汗和輻射紅外線。這款具有降温功能的新型智能纖維，具備使人體輻射的紅外線通過的特性，能夠促進人體散熱。
而棉布之類的普通紡織品，雖然可以通過紡織材料上的「網眼」達到對流散熱的效果，卻會攔截人體向外散發出的紅外線熱輻射，故而不利於人體散熱。
這份報告的首席研究作者、史丹福大學材料科學和工程專家 Yi Cui 指出，在未處於運動狀態時，人體大約50%的熱能通過輻射紅外線散發。目前在市面上，沒有任何纖維能夠使紅外線輻射完全通過。
我們希望實現的最大目標之一是，可以減少使用冷氣機，解決建築物內消耗的能量，進而減少二氧化碳排放對氣候造成的影響。我們也希望製造出讓人們在炎熱的天氣或運動的時候，能夠穿得舒適的衣服。
從人體自身調節温度而非通過外部能量進行冷卻，是研究人員的終極目標。「我們會使用冷氣機是為了使身體有更舒適的感受，那麼為什麼不通過調解自身温度來實現呢？」Cui 表示。
nanoPE由聚乙烯改造而成。聚乙烯在日常生活應用中並不少見，例如用於製造保鮮紙、防止電池短路的部件等等。
然而，由於可見光可以透過聚乙烯，如果直接使用聚乙烯製成衣物，或許滿街都會出現「國王的新衣」。因此科學家製造了具有多孔結構的 nanoPE，使其保有透過紅外光的能力，又不致於變成透視裝。在 nanoPE 中，分布着直徑50納米至1000納米不等的孔隙，這些孔隙的直徑範圍覆蓋了可見光波長的範圍（400微米至700微米），因此會讓可見光發生散射，使得材料變得不透明。同時，由於人體自身產生的紅外熱輻射波長為7微米至14微米，nanoPE 便可以讓熱輻射通過。
然而要用 nanoPE 製造衣物，還需要一些加工過程。首先，需要添加化學物質聚多巴胺（polydopamine）塗層進行親水性處理，讓水分子可以輕鬆通過 nanoPE，使得汗液能夠更快蒸發。其次，需要在聚乙烯材料上「打洞」，加強這款新型纖維透氣功能。最後，為了使材料更加耐用，將在兩層納米聚乙烯之間嵌入棉網，創造出三層結構。
這項發明不僅意味着人們可以從自身出發擺脱酷暑，更重要的是，人們能在夏天節約因晝夜不停使用冷氣機而消耗的能源。麻省理工大學的納米工程師 Svetlana Boriskina 指出，調節攝氏1度至4度，已經能夠節約在建築物裏使用冷氣機所消耗能量的45%。倘若這項發明得以實現，便能極大地減少二氧化碳的排放量。
研究人員下一步需要考慮的，或許是如何節約生產「塑膠衣服」的成本，並增加材料的舒適度，從而吸引消費者青睞，也讓消費者不會認為「裹着保鮮紙」不舒適自在。據研究人員透露，未來這款新材料不僅可以用來加工衣物，還可用於製造野外帳篷、大型建築、汽車輪胎等。