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天津大学获新成果 仿生光热织物可实现“智能保暖”
2025年10月13日 17:42:14
来源：化工仪器网 作者：小王 点击量：4467
天津大学材料科学与工程学院封伟教授团队，受中亚滨藜(Atriplex centralasiatica)吸盐-泌盐机制启发，开发了一种基于中空气凝胶纤维(HAFs)的创新性溶胀-去溶胀策略，构建出“力学-光热性能协同增强的MOST-织物体系(SPMFS)”。
“衣食住行”是老百姓生活的四项基本需求，也是人类文明发展中重要的基础。而在“衣食住行”中，“衣”或许是最代表人类文明发展的一项，因为与动物相比，“穿衣服”是人类独特的文明行为。
事实上，直至今日，服装已经成为了人类文明发展过程中的一种文化符号，他可以反应地域习俗，同时也是“美”的一种体现形式。但是久其发展，服装始终贯彻着一项基本职能——保暖。
从人类披上兽皮，服装的概念逐渐诞生开始，御寒和护体(包括遮羞)就是服装的基本属性。所以即便到了今天，能够在日常生活中普及开来的服饰，其在功能性多少会和御寒和护体沾边。也正因如此，如今服装产业的一个重要发展方向便是提升其保暖控温能力。
而想要提升这一能力，一个重要的突破口便是材料。近日，天津大学就在这方面获得重要突破。近日，天津大学材料科学与工程学院封伟教授团队，受中亚滨藜(Atriplex centralasiatica)吸盐-泌盐机制启发，开发了一种基于中空气凝胶纤维(HAFs)的创新性溶胀-去溶胀策略，构建出“力学-光热性能协同增强的MOST-织物体系(SPMFS)”。解决了MOST织物发展受限于MOST分子与织物较差的界面相容性难题。
研究团队把由热塑性聚氨酯制成的中空气凝胶纤维作为基材，将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胀。随后将膨胀的样品干燥。干燥时，偶氮苯分子会从内部被挤出并在纤维表面形成一层均匀、致密的偶氮苯单晶层，从而让纤维内部的分子结构更紧密。并且，处理后的纤维还获得了独特的光学特性、力学性能以及热管理能力。
测试结果显示，所制备的 SPMFS断裂应变增加 48%，拉伸强度提升 129%；光充电与光放电效率显著增强(光转换效率 > 94%)，且能量密度均匀分布；在420nm蓝光照射下，70秒内升温25.5℃。并且，作为织物基本的耐用性也有保障。经过50次摩擦、500次拉伸弯曲，甚至72小时连续洗涤后，光热性能保留率仍超90%，并能实现可控光热理疗，成功克服了传统MOST材料易脱落、寿命短的问题。
此外，由于其本身能通过调节光照强度精准控制释热温度，因此无论是作为服装还是用于理疗热敷产品，材料都展现出巨大的潜力。目前，相关研究成果以“Bioinspired Swelling-Deswelling Strategy Unlocks Synergistic Molecular Solar Thermal-Fabric Systems for Personal Thermal Management”为题，发表于国际材料期刊《Advanced Materials》，感兴趣的读者可以查阅学习。
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