華中大開發出戶外無源保暖的柔性多材料織物

　　在寒冷環境中維持恒定的人體溫度至關重要，尤其是在無法長時間提供能源的戶外場景中，傳統供暖係統往往因缺乏能源供給而難以持續應對寒冷環境，因此針對人體-服裝微環境的個人無源保暖技術受到廣泛的關注。

　　人體熱散失途徑主要包括：熱輻射、熱傳導以及熱對流。盡管低導熱係數的氣凝膠織物以及低紅外發射率的複合織物，可分別調節熱傳導和熱輻射實現對人體散熱途徑的限製，但是單一的熱調控方式難以應對複雜的戶外寒冷環境。因此，開發一種同時限製人體熱輻射及熱傳導的織物是實現人體戶外無源保暖的有效策略。

　　近期，華中科技大學陶光明教授課題組在Advanced Fiber Materials上發表了題為“Robust and Flexible Multimaterial Aerogel Fabric Toward Outdoor Passive Heating”的研究成果，通過構築兼具低熱傳導和低熱輻射特性的多材料氣凝膠複合織物結構，在無任何能量輸入的戶外寒冷環境下實現優異的無源保暖功能。

　　通過同軸紡絲工藝連續化製備柔性氣凝膠複合纖維。該複合纖維可以進行織造與編織，展現出優異的柔性和機械強度，能夠解決SiO2氣凝膠顆粒高脆性以及服用性差的問題，呈現出優異的拉伸強度以及大於300%的應變長度。此外，複合纖維截麵表現出明顯的芯包結構，在微觀上顯示出橫跨微米級與納米級的孔隙結構。

　　多尺度孔隙結構賦予柔性氣凝膠複合織物優異的熱絕緣性能。該複合織物的熱絕緣性能隨氣凝膠顆粒含量的增加而增強，並在導熱率測試中表現出降低趨勢。同時，複合織物的厚度也會對其熱絕緣性產生影響。結果表明，隨著複合織物厚度的增加，覆蓋在熱源上的織物均表現出更優異的隔熱性能。在50次加熱-冷卻循環測試中，複合織物表麵仍然展現出穩定的溫度變化，證明其具有良好的熱穩定性能。

　　通過在柔性氣凝膠複合織物表麵集成納米銀材料，製備的多材料氣凝膠複合織物表現出低的紅外發射率與低的導熱率，可有效防止人體熱輻射散失，並減緩人體熱量通過織物向外傳導。根據人體測試結果表明，多材料氣凝膠複合織物可以顯著提高人體皮膚溫度~5 ℃。

　　基於同軸紡絲工藝和表麵微納加工技術製備的多材料氣凝膠複合織物，具有大規模製備潛力，實現了優異的保暖隔熱性能與被動加熱性能，可針對人體散熱途徑進行有效的熱調節，為未來寒冷戶外環境下的個人無源保暖提供了潛在的解決思路。

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