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  材料的彈性模量往往隨溫度的升高而下降，能否設(shè)計(jì)出模量隨溫度升高而顯著增大的材料并用于功能織物方面？具有良好熱及機(jī)械適應(yīng)性的智能紡織品在運(yùn)動(dòng)防護(hù)、消防救援和航空航天等領(lǐng)域中有望發(fā)揮著重要作用。然而，大多數(shù)報(bào)道的熱或機(jī)械自適應(yīng)聚合物其較差的加工性和舒適性、響應(yīng)時(shí)間過長制約了其應(yīng)用。

  最近，東華大學(xué)張青紅/侯成義團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并連續(xù)制備了具有皮芯結(jié)構(gòu)（商用纖維為芯/溫度敏感水凝膠為表皮）的熱響應(yīng)纖維，該復(fù)合纖維表現(xiàn)出快速的機(jī)械適應(yīng)性、良好的熱硬化性和隔熱性能。

  在本研究中，作者通過共價(jià)錨定網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，解決了商業(yè)纖維與刺激響應(yīng)水凝膠之間界面粘結(jié)性差的問題，從而成功地將水凝膠表皮均勻地涂覆在多種商業(yè)纖維上，實(shí)現(xiàn)了熱響應(yīng)纖維的大規(guī)模連續(xù)制造（圖1和圖2），該方法具有普適性，對多種商業(yè)纖維均適用。疏水相互作用和離子鍵的協(xié)同作用使水凝膠皮層的拉伸強(qiáng)度(0.65 ~ 16 MPa)和彈性模量可隨溫度的變化而進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，因此制備的熱響應(yīng)復(fù)合纖維兼具常溫下柔潤親膚和高溫下堅(jiān)硬抗沖擊的特點(diǎn)（圖3和圖4）。此外，由于相分離和離子相互作用的吸熱效應(yīng)，該智能纖維在高溫環(huán)境(65-95℃)可吸收一定的熱量，使體感溫度降低18~27℃，從而達(dá)到防止熱灼傷的效果（圖3和圖4）。該智能纖維有望用于運(yùn)動(dòng)防護(hù)裝備和隔熱防護(hù)服等領(lǐng)域。

  該工作以“Thermally responsive fibers for versatile thermoactivated protective fabrics”為題在線發(fā)表在國際知名期刊《Advanced Functional Materials》上。張青紅研究員和侯成義研究員為共同通訊作者，博士生孫川越為第一作者。

圖 1. 熱響應(yīng)纖維的設(shè)計(jì)與熱響應(yīng)效果展示

圖 2. 多種商用纖維與水凝膠皮層之間的牢固結(jié)合

圖 3 智能纖維熱響應(yīng)性能

圖 4 熱響應(yīng)智能織物的熱激活防護(hù)性能

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202211035