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四川大學吳宏教授、郭少云教授團隊 Small：受生物礦化啟發通過原位錨定硫化銅實現芳綸紡織品的多功能可穿戴熱管理

2023-11-14 來源：高分子科技

設計用于個人熱管理（PTM）的智能紡織品是體溫調節和節能的有效策略。基于光熱涂層的智能紡織品因其可持續性和可控性而備受關注，其可以收集太陽光并轉化為熱能從而加熱人體。但僅有光熱轉換性能的紡織品存在一定局限性，例如：在陰天、雨天和室內等日照不足的條件下無法為人體有效地供暖。同時，考慮到實際應用環境中存在的電磁輻射污染、紫外線傷害、火災風險以及細菌感染等情況，因此，有必要通過簡便的策略制造出集多模式驅動加熱、電磁屏蔽、紫外線防護、阻燃和抗菌性能于一體的多用途紡織品。

近日，四川大學高分子研究所吳宏教授和郭少云教授團隊提出了一種制備多功能智能紡織品的新策略，在前期超疏水光熱涂層的研究基礎上（ACS Appl. Mater. Interfaces 2023, 15 (2): 3522-3533），啟發于生物礦化過程，通過在芳綸（AF）織物上原位沉積聚多巴胺（PDA）涂層，以PDA作為中間層鰲合銅離子提供生長位點，原位生長并錨定硫化銅（CuS）納米陣列，進而制備得到CuS@PDA多功能光熱涂層紡織品。該紡織品具有93.7%的高太陽光吸收率和4630 S×m^-1的高導電率，表現出優異的太陽光和焦耳加熱性能，即使在低能量輸入的情況下也能夠有效地為人體供暖。同時，該紡織品的紅外線（IR）發射率降低，減少了熱輻射損失，有助于保持體溫的恒定，而且集成了出色的電磁屏蔽（59 dB）、近乎完全的紫外線防護（UPF=2567）以及理想的阻燃和抗菌性能。此外，該紡織品機械穩定性良好，可確保涂層織物在復雜環境下長期高效地使用。

圖1 多功能紡織品的制備示意圖

圖2 多功能紡織品的主/被動加熱性能

圖3 多功能紡織品在實際環境中的熱管理性能

圖4 多功能紡織品的電磁屏蔽及紫外防護性能

圖5 多功能紡織品的光動力抗菌、阻燃及機械穩定性能

相關研究成果以“Biomineralization-Inspired Copper Sulfide Decorated Aramid Textiles via In Situ Anchoring toward Versatile Wearable Thermal Management”為題發表在《Small》上（DOI：10.1002/smll.202307873），論文第一作者為2020級博士研究生趙志恒。

研究團隊鏈接：http://gsy.scu.edu.cn/

原文鏈接：https://doi.org/10.1002/smll.202307873

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（責任編輯：xu）

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