近日，东南大学赵东亮教授课题组在功能织物个人热湿管理领域取得重要进展，针对极端冷热环境下传统织物热湿管理性能差的问题，提出了增强隔热、调控辐射换热和促进蒸发散热三者有效协同调控的新策略，并通过设计分级多孔纤维功能织物实现有效人体热湿管理。相关成果以“A Hierarchically Nanofibrous Self-Cleaning Textile for Efficient Personal Thermal Management in Severe Hot and Cold Environments”为题发表于纳米领域国际权威期刊《ACS Nano》上。
近年来，全球极端气候出现的频率逐年上升，严重影响了人类的正常生活。同时，传统织物存在功能单一和控温性能差等问题，无法满足极端环境下的人体热湿管理需要，因此，有必要设计一种具有多模式的控温织物用于极端冷热环境下实现人体热湿管理。针对上述问题，东南大学赵东亮教授课题组提出了具有增强隔热、调控辐射换热和促进蒸发散热功能于一体的设计策略，开发了一种分级多孔纳米纤维织物并应用于极端环境下人体热湿管理。该织物主要由辐射冷却层、隔热层和辐射加热层按需构建而成。通过引入具有低热导率的气凝胶膜显著增强了织物的隔热性能，同时，通过结合高效隔热和调控辐射换热分别提高了极热和寒冷环境下的冷却和保温性能。户外实验结果表明该织物的冷却和保温性能均优于文献报道的代表性织物。此外，该织物还具有优异的透湿性、透气性、定向排汗和自清洁性能，使其在极热和极冷环境下的人体热湿管理方面具有良好的潜在应用前景。该工作为辐射控温织物的被动热湿管理，尤其是在极端环境下的个人热管理提供了一条新的研究思路。
图1. 功能织物的个人热管理示意图
图2. 功能织物的制备与热管理性能：(a) 织物制备工艺流程示意图；(b)分别为白色棉布和功能织物覆盖皮肤模拟器的温度和皮肤模拟器的温度、环境温度以及太阳辐射；(c) 功能织物与其他报道中的织物冷却性能的比较；(d)分别为黑色棉布、PAN-CNTs/黑色棉布和功能织物覆盖皮肤模拟器的温度和皮肤模拟器的温度、环境温度以及太阳辐射；(e) 功能织物与其他报道中的织物加热性能的比较。
东南大学能源与环境学院博士生顾斌为第一作者，东南大学能源与环境学院赵东亮教授为通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金和江苏省自然科学基金等项目的资助。
论文链接
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c05460
供稿：能源与环境学院