“衣食住行”是老百姓生活的四项基本需求,也是人类文明发展中重要的基础。而在“衣食住行”中,“衣”或许是最代表人类文明发展的一项,因为与动物相比,“穿衣服”是人类独特的文明行为。
事实上,直至今日,服装已经成为了人类文明发展过程中的一种文化符号,他可以反应地域习俗,同时也是“美”的一种体现形式。但是久其发展,服装始终贯彻着一项基本职能——保暖。
从人类披上兽皮,服装的概念逐渐诞生开始,御寒和护体(包括遮羞)就是服装的基本属性。所以即便到了今天,能够在日常生活中普及开来的服饰,其在功能性多少会和御寒和护体沾边。也正因如此,如今服装产业的一个重要发展方向便是提升其保暖控温能力。
而想要提升这一能力,一个重要的突破口便是材料。近日,天津大学就在这方面获得重要突破。近日,天津大学材料科学与工程学院封伟教授团队,受中亚滨藜(Atriplex centralasiatica)吸盐-泌盐机制启发,开发了一种基于中空气凝胶纤维(HAFs)的创新性溶胀-去溶胀策略,构建出“力学-光热性能协同增强的MOST-织物体系(SPMFS)”。解决了MOST织物发展受限于MOST分子与织物较差的界面相容性难题。
研究团队把由热塑性聚氨酯制成的中空气凝胶纤维作为基材,将其浸泡在特殊的偶氮苯/氯仿溶液中,使其充分吸收溶液而膨胀。随后将膨胀的样品干燥。干燥时,偶氮苯分子会从内部被挤出并在纤维表面形成一层均匀、致密的偶氮苯单晶层,从而让纤维内部的分子结构更紧密。并且,处理后的纤维还获得了独特的光学特性、力学性能以及热管理能力。
测试结果显示,所制备的 SPMFS断裂应变增加 48%,拉伸强度提升 129%;光充电与光放电效率显著增强(光转换效率 > 94%),且能量密度均匀分布;在420nm蓝光照射下,70秒内升温25.5℃。并且,作为织物基本的耐用性也有保障。经过50次摩擦、500次拉伸弯曲,甚至72小时连续洗涤后,光热性能保留率仍超90%,并能实现可控光热理疗,成功克服了传统MOST材料易脱落、寿命短的问题。
此外,由于其本身能通过调节光照强度精准控制释热温度,因此无论是作为服装还是用于理疗热敷产品,材料都展现出巨大的潜力。目前,相关研究成果以“Bioinspired Swelling-Deswelling Strategy Unlocks Synergistic Molecular Solar Thermal-Fabric Systems for Personal Thermal Management”为题,发表于国际材料期刊《Advanced Materials》,感兴趣的读者可以查阅学习。
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