通過(guò)熱輻射調(diào)控人體和外界熱交換，可以提高個(gè)人熱管理(散熱和保溫)效率。前期相關(guān)研究主要集中在室內(nèi)個(gè)人熱管理，由于室外受環(huán)境因素影響大，人體輻射損耗高，溫度變化范圍大，因此，室外人體熱管理難度更高、更具挑戰(zhàn)性。

在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“納米科技”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)的支持下，浙江大學(xué)與西湖大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)制備室外具備保溫-散熱雙熱管理功能和發(fā)電功能的可穿戴微納織物。其散熱面采用多孔聚四氟乙烯上噴涂聚甲基丙烯酸甲酯增強(qiáng)輻射散熱并反射太陽(yáng)輻射能量，保溫面采用多孔聚乙烯上沉積金屬納米顆粒抑制輻射散熱并吸收太陽(yáng)輻射能量，通過(guò)翻轉(zhuǎn)該織物可以在散熱和保溫兩種模式下切換，實(shí)現(xiàn)全天候室外個(gè)人熱管理。在白天陽(yáng)光照射下，保溫模式該織物相比1mm厚黑棉可以使模擬皮膚溫度升高約8.1度，散熱模式該織物相比0.5mm厚白棉可以使模擬皮膚溫度降低約6度。在溫度調(diào)控基礎(chǔ)上，通過(guò)在織物內(nèi)表面和皮膚之間嵌入熱電模塊方式實(shí)現(xiàn)了全天候發(fā)電，其產(chǎn)生電能的效率在正午可達(dá)69mW/m2，在夜間也有約24mW/m2，可為部分低功耗可穿戴器件供電。

該研究基于微納光子學(xué)實(shí)現(xiàn)了全天候室外個(gè)人熱管理織物，在保溫和散熱兩種模式間切換，同時(shí)利用織物和皮膚之間溫差發(fā)電。充分利用“太陽(yáng)”“太空”和“人體”等天然熱源和冷源，為低能耗個(gè)人熱管理、可穿戴電子器件供電等應(yīng)用提供潛在解決方案。相關(guān)研究成果于2021年4月發(fā)表在Nano Letters上。

來(lái)源:科技部

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