天津大學(xué)團(tuán)隊(duì)研發(fā)仿生光熱織物 實(shí)現(xiàn)“秒速升溫”與“穩(wěn)定耐用”
中新網(wǎng)天津10月12日電 (記者 孫玲玲)在-20℃的嚴(yán)寒中,只需光照12秒,衣物表面溫度就能迅速躍升至40℃;即使反復(fù)洗滌摩擦,儲熱性能依然穩(wěn)定;甚至能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控溫,用于局部熱敷理療……這些過去依賴復(fù)雜電子設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)的“智能保暖”功能,未來可能僅需一塊織物就能輕松完成。
近日,天津大學(xué)封偉教授團(tuán)隊(duì)受鹽堿地植物“吸鹽-泌鹽”機(jī)制啟發(fā),成功研發(fā)出一種兼具高效光熱轉(zhuǎn)換與優(yōu)異力學(xué)性能的分子太陽能熱(MOST)織物。該研究成果發(fā)表于材料學(xué)頂尖期刊《Advanced Materials》(《先進(jìn)材料》),為下一代可穿戴熱管理技術(shù)開辟了全新路徑。

如何讓MOST織物的力學(xué)及熱管理性能協(xié)同提升,一直是個(gè)人熱管理領(lǐng)域的核心難題。目前報(bào)道的MOST織物往往面臨優(yōu)異光熱性能與力學(xué)性能不可兼得的問題,開發(fā)“高效光熱+可靠耐用”的熱管理織物,對節(jié)能減排、提升醫(yī)療理療便捷性具有重要意義。
研究團(tuán)隊(duì)從鹽堿地植物“中亞濱藜”中汲取靈感,讓織物同時(shí)實(shí)現(xiàn)了光熱性能與力學(xué)性能的協(xié)同提升,打破“二者不可兼得”的織物性能困局。
實(shí)驗(yàn)顯示,這種新型織物表現(xiàn)出優(yōu)異的熱管理能力:在420nm藍(lán)光照射下,70秒內(nèi)升溫25.5℃,即使在-20℃的低溫模擬日光中,50秒也可升溫21.2℃。更難得的是,該織物具備極強(qiáng)的耐用性,經(jīng)過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%,成功克服了傳統(tǒng)MOST材料易脫落、壽命短的問題。
此外,該織物還能通過調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度精準(zhǔn)控制釋熱溫度,既可用于日常保暖,也可作為便攜理療載體,為關(guān)節(jié)炎等患者提供局部熱敷。
“這項(xiàng)研究的核心,是將自然界生物的自適應(yīng)機(jī)制轉(zhuǎn)化為材料的性能調(diào)控策略?!狈鈧ソ淌诒硎荆@一仿生設(shè)計(jì)不僅為MOST織物的大規(guī)模制備提供了新方法,更實(shí)現(xiàn)了熱管理織物的性能突破。未來可廣泛應(yīng)用于智能服裝、醫(yī)療理療器械、戶外防護(hù)裝備等領(lǐng)域,推動(dòng)個(gè)人熱管理從“依賴外部供能”向“高效利用太陽能”轉(zhuǎn)型升級。(完)

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