Nano Res.[制造]│胡金莲教授课题组蒸发/辐射静电纺膜用于个人冷却管理

背景介绍

辐射冷却纺织品是指通过中红外辐射(MIR)传递人体的热量，是一种个人热管理的新技术。近年来，越来越多的人致力于实现用于个人冷却的MIR透过性纺织品。从理论上来说由于聚乙烯(PE)纤维在人体中红外的范围内有很好的透过性，所以它是一种很好的辐射制冷材料。大多数这些辐射冷却服装系统在一定温度以下是有效的，然而，超过一定的温度人体开始出汗，这将阻碍了PE类制冷材料的MIR传输效果，不利于有效的个人冷却。此外，由于采用疏水聚乙烯材料一般采用熔融纺丝技术，所生产的辐射冷却织物缺乏排汗能力和易加工性。人体汗液蒸发是一种有助于身体降温的自然机制。当辐射热量传递受到限制时，纺织品汗液的蒸发是人体降温的一种重要方法。用刺激响应聚合物制成的纺织品对蒸腾效果有很好的可控性。该项研究基于PE的红外透过性和智能聚合物的透湿特性，采用先进的静电纺丝技术构建了一种可以用于辐射和蒸发协同作用的智能纳米薄膜，从而有效的管理个人的热量。

成果简介

提高日常舒适度和生产效率的功能性纺织品必须能有效地释放人体汗液，并通过汗液蒸发和中红外辐射(8-13 μ m)传递辐射热量。但是，大多数传统服装不能同时有效地提供汗液蒸发和中红外辐射传输，导致个人制冷穿戴设计不佳。本文精心设计了一种蒸发/辐射一体化的功能性纤维静电纺丝膜，并通过简单的静电纺丝技术实现了个人冷却管理。薄膜具有良好的温度和湿度响应式蒸汽传输特性，其蒸发冷却性能是传统棉纤维的1.2倍。此外，在8-13 μm范围内具有53%的中红外辐射透射率，比棉纤维具有1.5℃的额外冷却能力。此外，建筑节能性能表明，使用所研制的静电纺丝膜可实现47.1%的年建筑降温。总的来说，蒸发/辐射静电纺丝膜为人体创造了一个被动的降温微气候，满足了日益增长的穿戴式个人降温需求。

图文导读

蒸发/辐射静电纺膜设计及其综合性能

作者简介

胡金莲教授，香港城市大学生物医学工程系，中组部千人专家、英国皇家化学会，英国纺织学会和香港纺织服装协会会士。胡金莲教授是著名的形状记忆高分子、纤维及纺织和生物材料科学家。Google H-index 为62, 在 Advanced Materials, Advanced Functional Materials, Biomaterials, Journal of Materials Chemistry A, Angewandte Chemie 等顶级期刊上发表多篇文章。

文章信息

Iqbal MI, Shi S, Senthil Kumar GM, et al. Evaporative/radiative electrospun membrane for personal cooling. Nano Research, 2022, https://doi.org/10.1007/s12274-022-4987-x.

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