椰碳运动服——多孔材料原理应用

Cannon dale公司即将推出的自行车新款运动服 “ Carbon L”是一种新布料剪裁而成的，它具有防湿、除味、防紫外线等功能。它由什么制成的呢？从椰子中提取的碳。椰子的外壳被加热到1600摄氏度会生成活性碳(水和空气过滤器中使用的也是这种碳)，与纱线混合，织成 “ Carbon L”布料。这些通过一个专利程序保持活性的碳颗粒，形成一种多孔渗水的表面，防止异味和有害射线侵入，并能使身体排出的汗液迅速蒸发。这种运动服经常清洁、晒干，纤维会焕然一新，骑车者穿着它会感觉更轻松。

这个故事应用了多孔材料（porous materials）原理，该原理体现在两个方面：

1.使物体多孔或添加多孔元素（如插入、涂层等）。

比如：机翼用泡沫金属；在一个结构上钻孔以减轻重量；海绵。

2.如果一个物体已经是多孔的，则利用这些孔引入有用的物质或功能。

比如：多孔陶瓷过滤钢渣；药棉。

这个原理提出的原因是，一般机械系统通常都是由没有渗透性的固体材料制成的，无渗透性的材料虽然有其优点，但也不能忽视具有渗透性的（多孔的）材料的优点（多孔材料具有过滤、毛细力等特性），比如人类的生命器官就是具有渗透性的代表。许多机器都具有内部运动功能，“粗糙的”机器用管道、泵等工具协助实现，而精细的机器可用可渗透的膜和分子力来是实现。使用多孔结构（如孔穴，气泡，毛细管等）时，这些结构可不包含任何实物粒子，可以是真空，也可以填充某些有用的气体，液体或者固体，目的是让孔隙结构的优势得到充分的发挥。多孔结构的一种直观的好处就是可以在不影响结构品质的情况下，节省材料，减轻重量（坚固性、轻便性、透气性等）。

  多孔材料技巧的例子很多(工艺，复合材料领域尤其多)：A）造船的浮力部分使用多孔结构，不仅可以通过孔穴减少重量，提升浮力，还可以提高船的安全性，因为在一个或多个孔穴结构遭到破坏时，其它孔隙结构仍然保持浮力；B）泡沫金属，泡沫塑料的应用；用泡沫金属制作的飞机机翼结实轻便；C）药棉（利用多孔的结构的棉花，加入酒精而成）；用海绵来储存液态氨；D）纱窗、蚊帐、海绵；在结构力学方面，多孔结构往往比实心结构在力学性能上更具有效率（优势）；利用多孔材料改善物体的力学性能；利用多孔材料储存难以储存的材料；利用多孔结构过滤（生物器官本身就是典型）和分离。