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天津大學(xué)獲新成果 仿生光熱織物可實(shí)現(xiàn)“智能保暖”
2025-10-15 13:30:42化工儀器網(wǎng)閱讀量：16344 我要評(píng)論
“衣食住行”是老百姓生活的四項(xiàng)基本需求，也是人類文明發(fā)展中重要的基礎(chǔ)。而在“衣食住行”中，“衣”或許是最代表人類文明發(fā)展的一項(xiàng)，因?yàn)榕c動(dòng)物相比，“穿衣服”是人類獨(dú)特的文明行為。
事實(shí)上，直至今日，服裝已經(jīng)成為了人類文明發(fā)展過(guò)程中的一種文化符號(hào)，他可以反應(yīng)地域習(xí)俗，同時(shí)也是“美”的一種體現(xiàn)形式。但是久其發(fā)展，服裝始終貫徹著一項(xiàng)基本職能——保暖。
從人類披上獸皮，服裝的概念逐漸誕生開始，御寒和護(hù)體(包括遮羞)就是服裝的基本屬性。所以即便到了今天，能夠在日常生活中普及開來(lái)的服飾，其在功能性多少會(huì)和御寒和護(hù)體沾邊。也正因如此，如今服裝產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要發(fā)展方向便是提升其保暖控溫能力。
而想要提升這一能力，一個(gè)重要的突破口便是材料。近日，天津大學(xué)就在這方面獲得重要突破。近日，天津大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院封偉教授團(tuán)隊(duì)，受中亞濱藜(Atriplex centralasiatica)吸鹽-泌鹽機(jī)制啟發(fā)，開發(fā)了一種基于中空氣凝膠纖維(HAFs)的創(chuàng)新性溶脹-去溶脹策略，構(gòu)建出“力學(xué)-光熱性能協(xié)同增強(qiáng)的MOST-織物體系(SPMFS)”。解決了MOST織物發(fā)展受限于MOST分子與織物較差的界面相容性難題。
研究團(tuán)隊(duì)把由熱塑性聚氨酯制成的中空氣凝膠纖維作為基材，將其浸泡在特殊的偶氮苯/氯仿溶液中，使其充分吸收溶液而膨脹。隨后將膨脹的樣品干燥。干燥時(shí)，偶氮苯分子會(huì)從內(nèi)部被擠出并在纖維表面形成一層均勻、致密的偶氮苯單晶層，從而讓纖維內(nèi)部的分子結(jié)構(gòu)更緊密。并且，處理后的纖維還獲得了獨(dú)特的光學(xué)特性、力學(xué)性能以及熱管理能力。
測(cè)試結(jié)果顯示，所制備的 SPMFS斷裂應(yīng)變?cè)黾?48%，拉伸強(qiáng)度提升 129%；光充電與光放電效率顯著增強(qiáng)(光轉(zhuǎn)換效率 > 94%)，且能量密度均勻分布；在420nm藍(lán)光照射下，70秒內(nèi)升溫25.5℃。并且，作為織物基本的耐用性也有保障。經(jīng)過(guò)50次摩擦、500次拉伸彎曲，甚至72小時(shí)連續(xù)洗滌后，光熱性能保留率仍超90%，并能實(shí)現(xiàn)可控光熱理療，成功克服了傳統(tǒng)MOST材料易脫落、壽命短的問(wèn)題。
此外，由于其本身能通過(guò)調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度精準(zhǔn)控制釋熱溫度，因此無(wú)論是作為服裝還是用于理療熱敷產(chǎn)品，材料都展現(xiàn)出巨大的潛力。目前，相關(guān)研究成果以“Bioinspired Swelling-Deswelling Strategy Unlocks Synergistic Molecular Solar Thermal-Fabric Systems for Personal Thermal Management”為題，發(fā)表于國(guó)際材料期刊《Advanced Materials》，感興趣的讀者可以查閱學(xué)習(xí)。
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