在寒冷環(huán)境中使人體保持在舒適的溫度范圍對(duì)于維持正常的生產(chǎn)活動(dòng)和預(yù)防與寒冷相關(guān)的疾病至關(guān)重要。通常情況下人們選擇穿著服裝來減少熱量流失，但傳統(tǒng)紡織品的保暖效果有限，只能通過熱對(duì)流和熱傳導(dǎo)來減少人體的熱量散失。在室內(nèi)環(huán)境中，一般通過空調(diào)或燃料來供暖，這需要加熱整個(gè)建筑空間，造成大量不必要的能源浪費(fèi)。而對(duì)于室外空間來說，廣闊的開放空間和波動(dòng)的環(huán)境溫度使得人們必須穿著厚重的衣服用以抵御惡劣的氣候，而這會(huì)給戶外活動(dòng)帶來諸多不便。值得關(guān)注的是，基于紡織品的個(gè)人熱管理（PTM）設(shè)備不僅能夠精準(zhǔn)有效地加熱人體，保證熱舒適度，還能夠降低能耗，是一種很有前景的體溫調(diào)節(jié)方案。
近年來，四川大學(xué)高分子研究所吳宏教授和郭少云教授團(tuán)隊(duì)在多功能個(gè)人熱管理領(lǐng)域進(jìn)行了一系列探索與研究。受貽貝粘附和荷葉表面的啟發(fā)，通過依次沉積類黑色素聚多巴胺（PDA）和浸涂聚二甲基硅氧烷（PDMS）/疏水氣相二氧化硅（SiO2）開發(fā)出了具有分層結(jié)構(gòu)的超疏水光熱涂層，涂覆超疏水光熱涂層的棉織物具有出色的光熱轉(zhuǎn)換性能以及堅(jiān)韌的超疏水性，在自清潔個(gè)人熱管理和防/除冰領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。此外，涂層優(yōu)異的紫外線屏蔽性能使得其在太陽能驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用中能夠?yàn)槭褂谜咛峁┏浞值谋Ｗo(hù)（ACS Appl. Mater. Interfaces 2023, 15, 2, 3522-3533, ESI高被引論文）。在前期超疏水光熱涂層的研究基礎(chǔ)上，啟發(fā)于生物礦化過程，在芳綸（AF）織物上首先原位沉積PDA涂層，以PDA作為中間層，通過鰲合銅離子提供生長位點(diǎn)原位生長了致密且連續(xù)的硫化銅（CuS）納米陣列，制得了基于CuS的多功能紡織品。該多功能紡織品表現(xiàn)出優(yōu)異的太陽光和焦耳加熱性能，在低能量輸入的情況下也能夠有效地為人體供暖。同時(shí)，紡織品降低的紅外線（IR）發(fā)射率減少了熱輻射損失，抑制了人體向外界環(huán)境的熱耗散。多功能紡織品還集成了出色的電磁屏蔽、紫外線防護(hù)、阻燃和抗菌性能，且機(jī)械穩(wěn)定性良好，使得涂層織物能夠在復(fù)雜環(huán)境下長期高效地運(yùn)行（Small 2023, 2307873）。
圖1 多功能紡織品示意圖
圖2 “靜電-配位”策略示意圖及涂層結(jié)構(gòu)
圖3 多功能紡織品的主/被動(dòng)加熱性能
圖4 實(shí)際環(huán)境中多功能紡織品的多模驅(qū)動(dòng)加熱性能
圖5 多功能紡織品的電磁屏蔽、紫外防護(hù)及光動(dòng)力抗菌性能
圖6 多功能紡織品的阻燃性能
研究團(tuán)隊(duì)鏈接：http://gsy.scu.edu.cn/
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.148258
