中化新網(wǎng)訊 在-20℃的嚴(yán)寒中，只需光照12秒，衣物表面溫度就能迅速升高，即使反復(fù)洗滌摩擦，儲(chǔ)熱性能依然穩(wěn)定，甚至能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控溫，用于局部熱敷理療……這些過(guò)去依賴復(fù)雜電子設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)的“智能保暖”功能，未來(lái)可能僅需一塊織物就能輕松完成。近日，天津大學(xué)封偉教授團(tuán)隊(duì)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(yáng)能熱(MOST)織物，相關(guān)成果發(fā)表于期刊《先進(jìn)材料》。

　　如何讓MOST織物的力學(xué)及熱管理性能協(xié)同提升，一直是個(gè)人熱管理領(lǐng)域的核心難題。MOST織物往往面臨優(yōu)異光熱性能與力學(xué)性能不可兼得的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)“高效光熱+可靠耐用”的熱管理織物，對(duì)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(duì)從鹽堿地植物“中亞濱藜”中汲取靈感。這種耐鹽植物能通過(guò)“溶脹吸收鹽分—去溶脹泌鹽結(jié)晶”的動(dòng)態(tài)循環(huán)適應(yīng)極端環(huán)境，其“溶劑介導(dǎo)—溶質(zhì)輸運(yùn)—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。該團(tuán)隊(duì)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(shí)，偶氮苯分子會(huì)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(dú)特的光學(xué)特性和力學(xué)性能。這一仿生策略，讓織物同時(shí)實(shí)現(xiàn)了光熱性能與力學(xué)性能的協(xié)同提升，打破“二者不可兼得”的織物性能困局。

　　實(shí)驗(yàn)顯示，這種新型織物表現(xiàn)出優(yōu)異的熱管理能力：在420納米藍(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(guò)50次摩擦、500次拉伸彎曲，甚至72小時(shí)連續(xù)洗滌后，光熱性能保留率仍超90%，克服了傳統(tǒng)MOST材料易脫落、壽命短的問(wèn)題。

　　此外，該織物還能通過(guò)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(xiàng)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(jì)不僅為MOST織物的大規(guī)模制備提供了新方法，更實(shí)現(xiàn)了熱管理織物的性能突破。未來(lái)可應(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(dòng)個(gè)人熱管理從“依賴外部供能”向“高效利用太陽(yáng)能”轉(zhuǎn)型升級(jí)。