中国科学家研发出仿生光热织物，可秒升温且稳?

新华社天津10月11日电（记者张建新 李雅婷）在-20℃的严寒中，只需12秒的光照，衣物表面的温度就能迅速跃升至40℃；虽经反复洗涤、摩擦，蓄热性能仍保持稳定；它还可以实现精确的温度控制，可以用于局部热热理疗……过去依赖复杂电子设备的“智能热”功能，未来只需一块布料就可以轻松实现。近日，天津大学冯伟教授团队受盐碱植物“吸盐-分泌盐”机制的启发，成功生成了一种兼具优异的光热性能和良好力学性能的分子光热（最）织物。研究成果发表在《Science》杂志《Advanced Materials》上，为下一步材料研究开辟新路径T代穿着热管理技术。据报道，过去大多数织物普遍面临着具有良好光热性能和机械性能的问题。开发“高效光热+可靠耐用”的热管理面料对于预防能量、减少放电、提高医疗舒适度具有重要意义。仿生光热织物工作原理示意图。采访者供图 研究团队从盐碱植物“Atiklex Terrestris”中汲取灵感。这种耐ASIn的植物可以通过“炎症吸收盐-减少盐和结晶”的动态循环来适应极端环境。 “溶剂介导-溶质转运-控制结晶”的生物学机制为解决大多数材料和织物之间的界面适应问题提供了启发。团队使用了以热塑性聚氨酯为基材制成的中空气凝胶纤维，将其浸泡在偶氮苯/氯仿的特殊溶液中。纤维首先充分吸收溶液并膨胀。然后，在干燥时，偶氮苯分子从内部被挤出，并在纤维上形成均匀致密的晶体“涂层”——偶氮苯单晶层。这不仅使分子结构更接近纤维内部，而且赋予了它独特的光学性能和机械性能。实验表明，这种新型织物显示出出色的热管理能力。在420nm蓝色照明光下，70秒可加热25.5℃。即使在-20℃的低温下模拟阳光，它也能在50秒内加热21.2℃。更罕见的是，这种织物非常耐用。经过50次、500次拉伸、弯曲，甚至经过72小时的连续水洗，光热保持率达90%以上，成功克服传统大多数材料都存在容易掉落且使用寿命短的问题。此外，该织物还可以通过修复光强来精确控制放热温度。它可以在晴天使用，也可以作为便携式理疗载体，为关节炎等疾病患者提供局部热敷。 “这项基础研究是要以一种性能控制的方式改变自然生物体的适应机制。”冯伟表示，这种仿生设计不仅为大多数织物的大规模制备提供了新的技术，而且在热管理织物的性能上实现了突破。未来可广泛应用于智能服装、医疗治疗设备、外部防护设备等领域，推动个人热管理从“依靠外部能源供应”向“充分利用太阳能”转型升级。