近日，我課題組師生在國際知名期刊ACS Applied Nano Materials（IF= 6.140）上在線發表了題為“Robust Smart Fabrics Composed of MgO Nanostructures Encapsulated in Hollow Polystyrene Fibers for Efficient Thermoregulation”的研究論文，該論文是以上海第二工業大學碩士研究生張緣為第一作者，能源與材料學院李一凡博士和于偉教授通力指導的結果。
圖文摘要
智能調溫材料的開發在降低能耗方面發揮著越來越重要的作用。同時，將這些材料集成到織物中進行適應性溫度調節，在個人熱管理方面也顯示出巨大的應用潛力人們致力于開發具有自動溫度調節能力的智能織物，它可以根據環境溫度的變化自適應地調節溫度智能面料通過在人體和服裝之間形成一種微氣候，可以作為環境溫度突然變化的緩沖器，讓人更好地適應環境溫度的變化。
本文利用石蠟和月桂酸兩種相變材料的優點，制備了復合相變材料。氧化鎂(MgO)晶須作為熱填料被封裝在聚苯乙烯(PS)中空纖維中，形成納米結構MgO@PS纖維。通過優化實驗條件，使晶須尺寸與中空纖維相匹配。MgO晶須的引入確保了固有熱導率的提高。同時，由于涂覆的PS與CPCM基體具有良好的相容性，CPCM溶液可以通過自擴散策略浸沒到納米結構的MgO@PS纖維中，從而實現更有效的界面傳熱。由于特殊設計的納米結構和采用的制備策略，所制備的織物在人體和外部環境的熱管理方面都具有有效的溫度調節作用。
圖1.CPCF的制備工藝原理圖
圖2.CPCF的微觀表征
圖3.CPCM的熱物性測試
圖4.CPCF的基本物理性能測試
圖5.CPCF的熱物性測試
圖6.CPCF的快速熱響應測試
圖7.CPCF的實際人體熱管理和戶外測試
小結
作者認為，這項工作在開發具有有效溫度調節功能的健壯智能織物方面是一項新穎的工作。從理論上講，這項工作不僅關注于提高織物的導熱性，而且關注于織物的界面傳熱。實驗表明，所研制的智能織物在日常熱管理中具有較強的應用潛力。
（1） 作者認為，這項工作在開發具有有效溫度調節功能的健壯智能織物方面是一項新穎的工作。從理論上講，這項工作不僅關注于提高織物的導熱性，而且關注于織物的界面傳熱。實驗表明，所研制的智能織物在日常熱管理中具有較強的應用潛力。
（2） 導熱填料(MgO晶須)采用聚苯乙烯(PS)中空纖維封裝，保證了高導熱系數和低界面熱阻。
（3） 實際人體熱管理和室外溫度調節試驗表明，智能織物具有快速的溫度響應和良好的溫度自適應能力。
文章鏈接：https://doi.org/10.1021/acsanm.2c03787