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近期，江南大学付少海和张丽平教授在Advanced Fiber Materials上发表了题为“Asymmetric Janus Fibers with Bistable Thermochromic and Efficient Solar Thermal Properties for Personal Thermal Management”的研究成果，通过结合双稳态热致变色、光致变色和太阳能热性能，构建了Janus纤维（BTCSJF），可以通过光热转换驱动纤维变色，且在没有持续能源供给时也能稳定显示2种颜色，实现零能耗，并可收集和存储热能，管理人体热环境。
图1 BTCSJF结构设计示意图
图2 BTCSJF的制备和表征
图3 BTC-Ms的变色机理
MXene具有良好的光热转换性能，在Janus B中充当光吸附剂，增强BTCSJF捕获光子并将其转化为热能的能力；BTC-Ms在提供变色和稳态性能的同时，还可以通过相变存储热能（图4）。在实际应用中，可以通过调节照射时间来调节刺激温度或人体舒适温度，且在200次光热转换循环测试中，BTCSJF表现出良好的转换稳定性。
图4 BTCSJF的能量转换与存储
在光照射20 s后，BTCSJF在450 nm处的反射率（R）从37%增加到86%，即颜色切换迅速（图5 a-b）。持续照射2 min后关闭光源，BTCSJF的反射率恒定在86%左右，保持无色态。光热转换和热能吸收直接影响BTCSJF颜色的可逆变化和双稳态（图5 c）。当MXene含量高于60 mg/mL时，BTCSJF在1000 W/m2照射时具有双稳态性能（图5 d）。此外，由于稳态时间与辐照时间成正比，太阳能的利用率直接影响变色双稳态性能（图5 e-f）。在100次循环照射后BTCSJF的颜色对比度变化很小，说明具有很好的变色稳定性。
图5 BTCSJF的变色和双稳态性能
江南大学博士研究生王成成为本文第一作者，江南大学付少海教授和张丽平教授为本文的共同通信作者。
原文链接：https://doi.org/10.1007/s42765-023-00346-9
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