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天津大學(xué)封偉教授團(tuán)隊借鑒鹽堿地植物“吸鹽-泌鹽”機(jī)制,研發(fā)出兼具高效光熱轉(zhuǎn)換與優(yōu)異力學(xué)性能的分子太陽能熱(MOST)織物,成果發(fā)表于《Advanced Materials》。團(tuán)隊以熱塑性聚氨酯中空氣凝膠纖維為基材,經(jīng)偶氮苯/氯仿溶液“腌漬”后,表面形成均勻致密的偶氮苯單晶層,實現(xiàn)光熱與力學(xué)性能協(xié)同提升。實驗顯示,該織物在420nm藍(lán)光照射下70秒升溫25.5℃,-20℃模擬日光中50秒升溫21.2℃,經(jīng)50次摩擦、500次拉伸彎曲及72小時洗滌后光熱性能保留率超90%,可通過光照強(qiáng)度精準(zhǔn)控溫,適用于智能服裝、醫(yī)療理療及戶外防護(hù)等領(lǐng)域。
10月13日,據(jù)央視新聞報道,近日天津大學(xué)封偉教授團(tuán)隊受鹽堿地植物“吸鹽-泌鹽”機(jī)制啟發(fā),成功研發(fā)出一種兼具高效光熱轉(zhuǎn)換與優(yōu)異力學(xué)性能的分子太陽能熱(MOST)織物。 該研究成果發(fā)表于材料學(xué)頂尖期刊《Advanced Materials》(《先進(jìn)材料》),為下一代可穿戴熱管理技術(shù)開辟了全新路徑。 據(jù)介紹,研究團(tuán)隊從鹽堿地植物“中亞濱藜”中汲取靈感。這種耐鹽植物能通過“溶脹吸收鹽分-去溶脹泌鹽結(jié)晶”的動態(tài)循環(huán)適應(yīng)極端環(huán)境,其“溶劑介導(dǎo)-溶質(zhì)輸運-可控結(jié)晶”的生物機(jī)制,為解決 MOST 材料與織物的界面適配難題提供了靈感。 團(tuán)隊把由熱塑性聚氨酯制成的中空氣凝膠纖維作為基材,將其浸泡在特殊的偶氮苯/氯仿溶液中“腌漬”,纖維先充分吸收溶液而膨脹,隨后在干燥時,偶氮苯分子會從內(nèi)部被擠出,并在纖維表面形成一層均勻、致密的晶體“外衣”——偶氮苯單晶層。 這不僅讓纖維內(nèi)部的分子結(jié)構(gòu)更緊密,也讓它獲得了獨特的光學(xué)特性和力學(xué)性能。 這一仿生策略,讓織物同時實現(xiàn)了光熱性能與力學(xué)性能的協(xié)同提升,打破“二者不可兼得”的織物性能困局。 實驗顯示,這種新型織物表現(xiàn)出優(yōu)異的熱管理能力:在420nm藍(lán)光照射下,70秒內(nèi)升溫25.5 ℃,即使在-20℃的低溫模擬日光中,50秒也可升溫21.2℃。 更難得的是,該織物具備極強(qiáng)的耐用性,經(jīng)過50次摩擦、500次拉伸彎曲,甚至72小時連續(xù)洗滌后,光熱性能保留率仍超90%,成功克服了傳統(tǒng)MOST材料易脫落、壽命短的問題。 此外,該織物還能通過調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度精準(zhǔn)控制釋熱溫度,既可用于日常保暖,也可作為便攜理療載體,為關(guān)節(jié)炎等患者提供局部熱敷。 未來可廣泛應(yīng)用于智能服裝、醫(yī)療理療器械、戶外防護(hù)裝備等領(lǐng)域,推動個人熱管理從“依賴外部供能”向“高效利用太陽能”轉(zhuǎn)型升級。 |