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来源 | ACS Materials Letter原文 | https://doi.org/10.1021/acsmaterialslett.4c01624
01
背景介绍
近年来，天气越来越不稳定和反复无常，给个人健康带来了巨大的挑战，因为它伴随着难以应对的剧烈温度波动。人类的许多疾病都与适应温度升高的能力受损有关，而温度升高会导致危险的体温升高。因此，面对气候变化带来的不断升级的健康风险，迫切需要推进个性化健康监测和热管理技术的研究。智能可穿戴技术，以及人工智能(AI)和物联网(IoT)的进步，有可能对我们的日常生活产生深远影响。然而，以往智能可穿戴设备的发展往往侧重于对人体生物信号的传感和监测。现有的可穿戴技术缺乏不同温度条件下个人热管理的必要功能。此外，许多先前报道的可穿戴式温度调节设备，如热电、电致变色和相变材料，都有一些缺点，如体积大、配置重、透气性差、难以规模化制造。另一方面，被动式辐射制冷和供暖最近成为一种不需要任何能源成本的个人热管理新策略。这种方法通过剪裁材料的纳米和微尺度结构来选择性地控制辐射传热，以达到冷却或加热效果。调制可见光透过率和/或红外发射率已被证明可以使用相变材料、电化学调谐和其他方法实现自适应温度调节表面润湿法。尽管已经取得了有希望的进展，但以前报道的自适应辐射冷却/加热材料不是以纤维形式制成的，这使得它们不适合可穿戴应用。
02
成果掠影
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近日，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校Cai Lili团队针对用于智能穿戴的效和自适应体温调节的辐射冷却纺织品的研究取得最新进展。本文开发了一种机织热自适应智能纺织品(TAST)，具有高太阳反射率和选择性红外发射率和透射率，使用可扩展的同轴挤压方法连续制造芯-鞘纤维。与普通织物相比，TAST可使被动室外辐射冷却6-10°C，同时保持良好的机械强度，透气性和可洗涤性。由于在编织纤维中集成了电容传感、辐射冷却和焦耳加热，TAST可以检测人体的生理信号，并根据环境温度和排汗量的变化调整其体温调节功能。TAST卓越的智能和多功能性能代表了一种超越当前个人热管理技术的范式转变，以增强人类健康，健康和表现。研究成果以“Radiative Cooling Smart Textiles with Integrated Sensing for Adaptive Thermoregulation”为题发表在《Materials Letters》期刊。
03
图文导读
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图2.纤芯-护套光纤和TAST的特性。
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图3.自适应温度调节的辐射冷却和焦耳加热性能。
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图4. 传感性能和增强的智能体温调节。
