天津大學獲新成果仿生光熱織物可實現“智能保暖”

2025-10-15 13:30:42化工儀器網閱讀量：16328      我要評論

　　“衣食住行”是老百姓生活的四項基本需求，也是人類文明發展中重要的基礎。而在“衣食住行”中，“衣”或許是最代表人類文明發展的一項，因為與動物相比，“穿衣服”是人類獨特的文明行為。

　　事實上，直至今日，服裝已經成為了人類文明發展過程中的一種文化符號，他可以反應地域習俗，同時也是“美”的一種體現形式。但是久其發展，服裝始終貫徹著一項基本職能——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的服飾，其在功能性多少會和御寒和護體沾邊。也正因如此，如今服裝產業的一個重要發展方向便是提升其保暖控溫能力。

　　而想要提升這一能力，一個重要的突破口便是材料。近日，天津大學就在這方面獲得重要突破。近日，天津大學材料科學與工程學院封偉教授團隊，受中亞濱藜(Atriplex centralasiatica)吸鹽-泌鹽機制啟發，開發了一種基于中空氣凝膠纖維(HAFs)的創新性溶脹-去溶脹策略，構建出“力學-光熱性能協同增強的MOST-織物體系(SPMFS)”。解決了MOST織物發展受限于MOST分子與織物較差的界面相容性難題。

　　研究團隊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，偶氮苯分子會從內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，從而讓纖維內部的分子結構更緊密。并且，處理后的纖維還獲得了獨特的光學特性、力學性能以及熱管理能力。

　　測試結果顯示，所制備的 SPMFS斷裂應變增加 48%，拉伸強度提升 129%；光充電與光放電效率顯著增強(光轉換效率 > 94%)，且能量密度均勻分布；在420nm藍光照射下，70秒內升溫25.5℃。并且，作為織物基本的耐用性也有保障。經過50次摩擦、500次拉伸彎曲，甚至72小時連續洗滌后，光熱性能保留率仍超90%，并能實現可控光熱理療，成功克服了傳統MOST材料易脫落、壽命短的問題。

　　此外，由于其本身能通過調節光照強度精準控制釋熱溫度，因此無論是作為服裝還是用于理療熱敷產品，材料都展現出巨大的潛力。目前，相關研究成果以“Bioinspired Swelling-Deswelling Strategy Unlocks Synergistic Molecular Solar Thermal-Fabric Systems for Personal Thermal Management”為題，發表于國際材料期刊《Advanced Materials》，感興趣的讀者可以查閱學習。

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