近日,陕西科技大学马建中教授、吕斌教授、高党鸽教授团队在知名国际期刊《Advanced Science》上,发表了最新研究成果“A Scalable and Robust Personal Health Management Textile with Multiple Desired Thermal Functions and Electromagnetic Shielding”。团队选取棉织物为基材,通过丝网印刷在棉织物表面负载导电银浆(AgPA)构筑了一种集成电热、辐射制热、光热、电磁干扰屏蔽和人体运动监测的个人健康管理棉织物(AgPA/CF)。
图1 AgPA/CF具有电加热、辐射制热、电磁屏蔽和人体运动监测的多功能
图2 AgPA/CF制备示意图
AgPA/CF中红外(7-17 μm)反射率可达~46.2%,能够截留近大部分人体皮肤产生的热辐射,可以实现高效的室内无源辐射制热。
图3 室内辐射制热性能
由于AgPA具有优异的太阳光捕获能力,其太阳光谱吸收率高达55.2%。在阳光充足的冬季室外AgPA/CF的太阳加热峰值温度为51.4 ℃,分别比黑色皮革和普通棉织物高≈1 ℃和≈21 ℃。即使在平均温度为13.6 ℃的阴天,AgPA/CF的光热峰值温度(49.0 ℃)也比黑色皮革(47.3 ℃)和普通棉织物(29 ℃)分别高出1.7 ℃和20 ℃,表明AgPA/CF具有优异的太阳能加热性能。
图4 室外晴天和阴天下的光热性能
AgPA/CF的电导率高达1.6×104 S/m-1,从而保证了其优异的电加热性能。仅需0.5 V的微弱电压,AgPA/CF的表面温度即可上升至35 ℃,并且具有良好的电热响应、持续电热稳定性、循环电热稳定性和均匀的电热分布。
图5 多功能制热棉织物的电加热性能
该论文陕西科技大学为唯一署名单位,通讯作者为陕西科技大学轻工科学与工程学院(柔性电子学院)吕斌教授、高党鸽教授和马建中教授,博士研究生唐立涛为第一作者。
该项工作得到国家自然科学基金(22378250)、陕西省自然科学基础研究计划重点项目(专项支持)(2023JC-XJ-12)、陕西省重点研发计划项目(2023-YBGY-483)、陕西省创新能力支撑计划项目(2021TD-16)的支持。
文章信息:
Tang L, Lyu B, Gao D, et al. A Scalable and Robust Personal Health Management Textile with Multiple Desired Thermal Functions and Electromagnetic Shielding[J]. Advanced Science, 2024, 11(21): 2400687. DOI: 10.1002/advs.202400687.
文章链接:
https://doi.org/10.1002/advs.202400687
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