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        鄭州大學(xué)研究團(tuán)隊研發(fā)新型保暖紡織材料

        2021-09-27 15:36:48
        中國纖檢 2021年8期
        關(guān)鍵詞:焦耳全天候鄭州大學(xué)

        正常情況下,人體大約50%的熱量損失是通過向外輻射中紅外線實現(xiàn)的。要減少紅外線輻射損失,一種有效的策略便是調(diào)控紡織服裝的中紅外線輻射率,從而實現(xiàn)人體被動輻射加熱(PRH)。與傳統(tǒng)的加熱策略相比,PRH具有不消耗能量、更加精確和有效等優(yōu)點。但是,在室外環(huán)境中PRH的最大保暖能力有限,尤其是在晝夜和天氣變化極大的情況下,很難實現(xiàn)對人體的精確加熱。因此,開發(fā)能夠以高效節(jié)能的方式、全天候精確加熱人體的材料和系統(tǒng)對于緩解能源危機(jī)和全球變暖至關(guān)重要。

        為了解決上述問題,鄭州大學(xué)研究團(tuán)隊報道了一種高效節(jié)能的全天候個人精確供暖策略:通過在廉價的納米多孔聚乙烯(nanoPE)紡織品上涂覆薄的Ti3C2Tx Mxene涂層(1μm),成功將不消耗能源的PRH、節(jié)能型太陽能加熱和補(bǔ)償性焦耳加熱等3種供暖模式集成到可穿戴MXene/nanoPE紡織品(12μm)系統(tǒng)中。

        在制備過程中,研究人員首先在nanoPE織物表面原位聚合一層聚多巴胺(PDA),形成親水表面;隨后只需簡單地在PDA改性的nanoPE織物表面噴涂MXene溶液,即可制成MXene/NanoPE紡織品。該方法簡單可行并且適用于大規(guī)模制備MXene/nanoPE紡織品。

        得益于MXene的低中紅外發(fā)射率特性、高光熱轉(zhuǎn)換效率和導(dǎo)電性,MXene/nanoPE紡織品不僅具有出色的室內(nèi)PRH性能,還表現(xiàn)出優(yōu)異的主動太陽能加熱(73.5℃)和焦耳加熱(55℃,5V)能力。而且,3種加熱模式可以輕松切換或任意組合,使MXene/nanoPE紡織品能夠在各種場景中全天候精確地為人體供暖。

        此外,所獲得的MXene/nanoPE紡織品還表現(xiàn)出優(yōu)異的可穿戴性能和耐磨性能,包括機(jī)械強(qiáng)度、透氣性、防風(fēng)能力、阻燃性、電磁干擾屏蔽能力、抗菌性能、快干性能等,是未來人體精密熱管理的理想候選材料和系統(tǒng)。(來源:紡織導(dǎo)報官微)

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