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零能耗的智能“贴身空调”问世,冬暖夏凉型服装不再是梦想

发表时间:2020/5/22

人体热量从皮下组织传导到皮肤,再通过服装与周围环境进行热量交换,从而维持人体的动态热平衡,因此,通过服装的热管理来实现人体热舒适性管理成为一种非常受消费者欢迎的方式,温度调节织物应运而生。但目前已报道的温控织物大多存在体积大、厚重、耐磨性差、成本高、无法大批量生产等缺点,且不能简单易行地同时实现无源保暖和制冷功能。



近日,华中科技大学的研究团队制备出一种轻质防水、柔软舒适、彩色鲜艳的智能织物,可对皮肤实现零能耗的保暖和降温

研究人员以亲肤的蚕丝蛋白为原料,利用冷冻纺丝法科学地设计并调控纤维内部的微纳结构,制备出具有高内部孔隙率和低导热系数的微结构纤维,通过进一步在纤维微结构中集成温控相变材料并包覆PDMS涂层,可赋予纤维结实耐磨、柔软防水、零能耗智能调温的特点。



此外,在维持纤维原有优异特性的基础上,研究团队采用原液着色技术制备了色彩丰富的微结构纤维,然后通过编织工艺将微结构纤维制成织物,该织物在-20 ~ 90 ℃范围内具有良好的双向隔热性能,而且其隔热性能随着织物层数的增加而增加。



微结构纤维内部集成的相变材料不仅可以显著降低周围温度的波动程度,还可以多次进行循环使用。为测试织物对人体皮肤温度的调控能力,研究人员将其嵌入到涤纶手套中。当戴手套的人把手放在50℃的环境中时,PEG从环境中吸收热量,冷却织物下覆盖的皮肤;而当手移动到10℃的冷环境时,PEG就会凝固并释放热量,使皮肤感觉到温暖。在热环境和冷环境的交替测试中,该智能调温织物在无外部电源输入的情况下,利用独特的结构设计和相变材料的复合,实现了人体温度的“智能管理”。



该团队所制备的智能调温织物可在满足人体热舒适性需求的同时减少能源消耗,为基于个人热管理的纤维织物的实际应用奠定了基础,标志着经济环保的可穿戴技术和节能织物的产业发展迈出重要一步。


(来源:纺织导报官微)