梯度多孔结构动态响应型智能调温织物(DREAM)实现辐射-相变耦合的全天候热管理

【字体: 时间:2025年09月02日 来源:Advanced Functional Materials 19

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  为解决环境温度波动与人体热舒适性动态平衡难题,研究人员开发出集成辐射冷却(RC)与相变材料(PCMs)的智能织物(DREAM)。该织物通过梯度多孔结构实现冷能"捕获-存储-释放"闭环管理,展现124.4 W m-2的日间制冷功率和19.6°C温降,夜间温度波动降低84%,为可穿戴及建筑热调控提供创新解决方案。

  

环境温度与人体热舒适的动态博弈催生了这项突破性研究——科学家们设计出具有梯度多孔结构的智能调温织物(DREAM),巧妙融合辐射冷却(Radiative Cooling, RC)和相变储能(Phase Change Materials, PCMs)两大热管理机制。这种"会思考"的织物就像微型空调系统:超高太阳光反射率(≈95.6%)和中红外发射率(≈95.4%)构成高效辐射冷却铠甲,而封装在微胶囊里的高潜热相变材料则化身温度敏感型"能量银行",通过固液相变动态调节热流。

更精妙的是其梯度孔隙设计,如同精心设计的迷宫通道,实现热量的定向传导和不对称分布,有效阻隔外界热侵袭。测试数据显示,相比传统辐射冷却纺织品,DREAM日间制冷功率飙升至124.4 W m-2,创造19.6°C的惊人温降纪录;夜间温度波动抑制效果达84%,完美解决昼夜温差难题。这种织物还兼具"刚柔并济"的特性:既保持优异机械强度,又具备透气透湿的穿着舒适性,经得起反复洗涤考验。

这项研究开创性地提出"材料-结构-功能"协同设计策略,为新一代气候适应性纺织品树立标杆。无论是智能服装还是建筑围护结构,DREAM都将重新定义人类与环境的热量交互方式,让"冬暖夏凉"的古老梦想照进现实。

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