一步法制备超薄中空纳米多孔纤维复合织物,用于个人持续保温和加热

时间:2026年5月21日
来源:Materials Today

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陈一晓|田玉成|苗润武|张伟|朱春红|金伊秀|于建勇|丁斌摘要在多变辐射环境下保持体温仍然是被动个人热管理面临的主要挑战。现有的热调节材料通常需要厚实且笨重的结构来增强隔热性能,或者只能提供额外的加热效果而无法有效保持体内热量。本文提出了一种定向聚合物外扩散策略,通过这一策略可以

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陈一晓|田玉成|苗润武|张伟|朱春红|金伊秀|于建勇|丁斌

摘要

在多变辐射环境下保持体温仍然是被动个人热管理面临的主要挑战。现有的热调节材料通常需要厚实且笨重的结构来增强隔热性能,或者只能提供额外的加热效果而无法有效保持体内热量。本文提出了一种定向聚合物外扩散策略,通过这一策略可以一步制造出一种超薄且具有集成热功能的复合织物。该织物由中空纳米多孔纤维构成,完全无需进行核心材料的去除这一额外步骤。亲水性聚合物在核心溶液中沿着湿度梯度向外扩散,自发地迁移到富含水分的外壳区域,从而形成连续的中空结构;同时,外壳溶液的微相分离产生了大量的纳米孔。此外,封存在中空通道内的碳黑纳米颗粒形成了局部光热转换单元,提升了辐射吸收和热储存能力。得益于这种分层结构,该复合织物在极薄厚度(863微米)下仍具有较低的密度(12.91毫克/立方厘米),出色的隔热性能(23.22毫瓦/米·开尔文),以及持续的热升温效果(23.7摄氏度)。这一高效策略展示了超轻超薄结构与双重隔热/加热功能的完美结合,为全天候个人热调节带来了巨大潜力。

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