快訊 來源：新浪網(wǎng) 2025-10-12 10:17:26
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新華社天津10月11日電（記者張建新、栗雅婷）在-20℃的嚴(yán)寒中，只需光照12秒，衣物表面溫度就能迅速躍升至40℃；即使反復(fù)洗滌摩擦，儲熱性能依然穩(wěn)定；還可實現(xiàn)精準(zhǔn)控溫，用于局部熱敷理療……這些過去依賴復(fù)雜電子設(shè)備才能實現(xiàn)的“智能保暖”功能，未來可能僅需一塊織物就能輕松實現(xiàn)。
近日，天津大學(xué)封偉教授團(tuán)隊受鹽堿地植物“吸鹽-泌鹽”機(jī)制啟發(fā)，成功研發(fā)出一種兼具高效光熱轉(zhuǎn)換與優(yōu)異力學(xué)性能的分子太陽能熱（MOST）織物。該研究成果發(fā)表于材料學(xué)期刊《先進(jìn)材料》（Advanced Materials），為下一代可穿戴熱管理技術(shù)開辟了全新路徑。
據(jù)悉，以往的MOST織物一般面臨優(yōu)異光熱性能與力學(xué)性能不可兼得的問題，開發(fā)“高效光熱+可靠耐用”的熱管理織物，對節(jié)能減排、提升醫(yī)療理療便捷性具有重要意義。
研究團(tuán)隊從鹽堿地植物“中亞濱藜”中汲取靈感。這種耐鹽植物能通過“溶脹吸收鹽分-去溶脹泌鹽結(jié)晶”的動態(tài)循環(huán)適應(yīng)極端環(huán)境，其“溶劑介導(dǎo)-溶質(zhì)輸運-可控結(jié)晶”的生物機(jī)制，為解決MOST材料與織物的界面適配難題提供了靈感。
團(tuán)隊把由熱塑性聚氨酯制成的中空氣凝膠纖維作為基材，將其浸泡在特殊的偶氮苯/氯仿溶液中“腌漬”，纖維先充分吸收溶液而膨脹，隨后在干燥時，偶氮苯分子會從內(nèi)部被擠出，并在纖維表面形成一層均勻、致密的晶體“外衣”——偶氮苯單晶層。這不僅讓纖維內(nèi)部的分子結(jié)構(gòu)更緊密，也讓它獲得了獨特的光學(xué)特性和力學(xué)性能。
實驗顯示，這種新型織物表現(xiàn)出優(yōu)異的熱管理能力。在420nm藍(lán)光照射下，70秒內(nèi)升溫25.5℃，即使在-20℃的低溫模擬日光中，50秒也可升溫21.2℃。更難得的是，該織物具備極強(qiáng)的耐用性，經(jīng)過50次摩擦、500次拉伸彎曲，甚至72小時連續(xù)洗滌后，光熱性能保留率仍超90%，成功克服了傳統(tǒng)MOST材料易脫落、壽命短的問題。
此外，該織物還能通過調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度精準(zhǔn)控制釋熱溫度，既可用于日常保暖，也可作為便攜理療載體，為關(guān)節(jié)炎等患者提供局部熱敷。
“這項研究的核心，是將自然界生物的自適應(yīng)機(jī)制轉(zhuǎn)化為材料的性能調(diào)控策略。”封偉表示，這一仿生設(shè)計不僅為MOST織物的大規(guī)模制備提供了新方法，更實現(xiàn)了熱管理織物的性能突破。未來可廣泛應(yīng)用于智能服裝、醫(yī)療理療器械、戶外防護(hù)裝備等領(lǐng)域，推動個人熱管理從“依賴外部供能”向“高效利用太陽能”轉(zhuǎn)型升級。
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