什么鸭毛鹅毛，和浙大出品的仿北极熊毛比都弱爆了

在中国新年的第五天，一只穿着北极熊背心的兔子出现在材料科学领域领先的国际学术杂志《高级材料》上，并立即收到了《自然》和《新科学家》等许多杂志的报道。

兔子穿着“北极熊背心”(10-20厘米长)崔莹拍摄的兔子穿着“北极熊背心”(10-20厘米长)崔莹拍摄的

这件马甲是浙江大学化学工程与生物工程学院郝波教授团队的最新科研成果——它模仿北极熊的毛发结构，是一种有序、多孔、高效的保暖面料。同时，穿着这种“战袍”的生物可以在红外成像设备中实现热隐身。

北极熊，香蕉熊

郝波的想法来自一部北极熊纪录片:

生活在北极的北极熊通过穿“貂皮”来抵御严寒。

事实上，北极熊和棕熊有着相同的家族和祖先，但它实际上是一种“香蕉熊”——纯白色，只有熊的皮毛是黑色的，而熊皮毛下全身的皮肤都是黑色的。

浓密的白色皮毛完全覆盖了北极熊，可以有效地将北极熊身上的热量与室外冰雪隔离开来。秘密在于每只北极熊皮毛的微小结构。

钱宝的记者在白浩的实验室里亲自感受了北极熊的皮毛。每根直径为100微米(1毫米=1000微米)的北极熊毛都有一种与人类毛发相似的粗糙而浓密的手感。

如果北极熊毛发的横截面在电子显微镜下被切开，它会显示一个微型建筑:

显微镜下的北极熊毛(左)和浙江大学的仿生有序多孔纤维(右)崔莹在显微镜下拍摄了浙江大学崔莹分校的北极熊毛(左)和仿生有序多孔纤维(右)

北极熊的皮毛像一根管子，布满了洞。这种结构对光线中的红外线有很好的反射效果。同时，在寒冷的天气里，它可以密封大量的空气并有效地储存热量。

防护服

如果我们能制造类似北极熊毛皮的仿生材料，那么人类也将有能力在极端环境中抵御寒冷。

郝波的研究小组开发了冷冻纺丝技术。他们将蚕丝溶解在水中，制成含水量为95%的纺丝溶液。然后用注射器将纺丝溶液缓慢挤入冷冻装置，形成直径约200微米的单丝纤维；最后，纤维中的冰晶通过冷冻干燥升华，留下许多有序的层状孔隙。

这种有序的多孔纤维材料，就像北极熊的毛发一样，有大量大小均匀的孔，可以隔离外部冷空气。

研究小组制作了一根细丝，并把它切成几段。白浩研究小组的硕士学生崔莹为一只20厘米长的兔子织了一件平针背心。

这是兔子的最终形状。

实验表明，在-10℃到40℃的环境中，红外摄像机很难观察到被仿生织物覆盖的生物体的热量，从而成功地实现了“隐身”。

在兔子没有穿马甲、实验服和“浙江北极熊马甲”的情况下，图像在红外摄像机下进行比较。被北极熊皮覆盖的兔子很难观察到被仿生织物覆盖的生物体的热量，从而成功地实现了“隐身”。来源:高级材料

实验揭示了这种新材料的潜在用途——隐身衣。在“007”系列电影中，黑暗中的邦德没有设备来避免热感应监控。如果有一件绝缘的北极熊背心，在没有光线的情况下，人是完全看不见的。

与鹅相比，北极熊的衣服是真正的极冷的战袍。

昨天，钱宝编辑部的同事看了看背心，问了一个问题。为了保暖，这群想找人买“加拿大鹅”(一个著名的国际羽绒服品牌，以时尚和保暖闻名)的女人问我:

"科学家的北极熊和鹅相比怎么样？"

“首先，从生产的角度来看，这种人造材料的制作肯定比养鹅更容易，也更便宜，而且你可以织任何你想要的东西。”郝波说，兔子背心的原材料是两个蚕茧，材料成本不到50美分。

“加拿大鹅”是加拿大血统的羽绒服。鹅是有限的，它的产量在控制之下。这个品牌被中国人炒掉后，男人和女人都会买小尺寸的“鹅”。为什么有这么多鹅在你的衣服里？

因为这种材料的95%是空气，大部分是空气，丝只占5%。“浙江北极熊”的价格相当诱人。

郝波的团队计算出，如果保暖织物由单丝直径为1毫米的纤维制成，成本大约为每米3美分。编织一平方米需要2000米的纤维，这相当于用1毫米厚的羊毛编织一件毛衣。成本价大约是40~60元。

兔子穿的部分“北极熊背心”是崔莹从“高级材料”中提取的，而兔子穿的部分“北极熊背心”是崔莹从“高级材料”中提取的

“我没有研究过羽绒服的状况，但我可以给你一个科学的参数比较。”郝波告诉记者，静止空气的导热系数是26(导热系数越高，传热越快)。

天然北极熊毛的导热系数约为27，非常接近静态空气的导热系数。

白浩团队制备的仿生纤维导热系数最低，为19。

“人造材料可以增加人类所需的更多功能。”郝波的研究小组还在这种仿生纤维中添加了碳纳米管，以生产电热织物。

“在5伏电压下，电热织物的温度可在一分钟内从24℃升至36℃。该多功能耐磨面料可实现被动隔热和主动生热

论文作者还包括龚华新(本科)、(硕士)和(博士)。这项研究得到了国家自然科学基金和国家“青年千人”计划的支持。