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四川大學(xué)吳宏教授、郭少云教授團(tuán)隊(duì) Small:受生物礦化啟發(fā)通過(guò)原位錨定硫化銅實(shí)現(xiàn)芳綸紡織品的多功能可穿戴熱管理
2023-11-14  來(lái)源:高分子科技

  設(shè)計(jì)用于個(gè)人熱管理(PTM)的智能紡織品是體溫調(diào)節(jié)和節(jié)能的有效策略。基于光熱涂層的智能紡織品因其可持續(xù)性和可控性而備受關(guān)注,其可以收集太陽(yáng)光并轉(zhuǎn)化為熱能從而加熱人體。但僅有光熱轉(zhuǎn)換性能的紡織品存在一定局限例如:在陰天、雨天和室內(nèi)等日照不足的條件下無(wú)法為人體有效地供暖。同時(shí),考慮到實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中存在的電磁輻射污染、紫外線傷害、火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)以及細(xì)菌感染等情況,因此,有必要通過(guò)簡(jiǎn)便的策略制造出集多模式驅(qū)動(dòng)加熱、電磁屏蔽、紫外線防護(hù)、阻燃和抗菌性能于一體的多用途紡織品。


  近日,四川大學(xué)高分子研究所吳宏教授和郭少云教授團(tuán)隊(duì)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(chǔ)上(ACS Appl. Mater. Interfaces 2023, 15 (2): 3522-3533),啟發(fā)于生物礦化過(guò)程,通過(guò)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(zhǎng)位點(diǎn),原位生長(zhǎng)并錨定硫化銅(CuS納米陣列,進(jìn)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(yáng)光吸收率和4630 S×m-1的高導(dǎo)電率,表現(xiàn)出優(yōu)異的太陽(yáng)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(shí),該紡織品的紅外線(IR)發(fā)射率降低,減少了熱輻射損失,有助于保持體溫恒定,而且集成了出色的電磁屏蔽(59 dB)、近乎完全的紫外線防護(hù)(UPF=2567)以及理想的阻燃和抗菌性能。此外,該紡織品機(jī)械穩(wěn)定性良好,可確保涂層織物在復(fù)雜環(huán)境下長(zhǎng)期高效地使用。 


多功能紡織品的制備示意圖 


2 多功能紡織品的主/被動(dòng)加熱性能 


3 多功能紡織品在實(shí)際環(huán)境中的熱管理性能


4 多功能紡織品的電磁屏蔽及紫外防護(hù)性能


5 多功能紡織品的光動(dòng)力抗菌、阻燃及機(jī)械穩(wěn)定性能


  相關(guān)研究成果“Biomineralization-Inspired Copper Sulfide Decorated Aramid Textiles via In Situ Anchoring toward Versatile Wearable Thermal Management”為題發(fā)表在《Small》上(DOI10.1002/smll.202307873論文第一作者為2020級(jí)士研究生趙志恒。


  研究團(tuán)隊(duì)鏈接:http://gsy.scu.edu.cn/


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

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