具有高性能辐射冷却和可穿戴舒适度的透气聚合乳酸元织物的生物灵感工程
Yang Wu1, Jiaqi Li2, Fangyuan Tian3
1School of Materials Science and Physics, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, China.
Journal of colloid and interface science
|March 15, 2026
概括
这项研究引入了一种新的可生物降解织物,用于被动白天辐射冷却 (PDRC) 和个人热管理 (PTM). 创新的生物模拟梯度孔工程战略提高了可持续织应用的冷却性能和舒适性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 织工程 织工程 织工程
- 可持续技术 可持续技术
背景情况:
- 传统的用于个人热管理 (PTM) 的聚合物膜缺乏足够的太阳反射率和透气性.
- 被动日间辐射冷却 (PDRC) 为热舒适提供了一种无能解决方案,但需要先进的材料性能.
研究的目的:
- 为PDRC和PTM应用开发一种高性能,可生物降解的织物.
- 使用仿生原理设计一种新的渐变孔结构,以提高辐射冷却和舒适度.
主要方法:
- 采用生物仿真梯度孔工程 (BGPE) 策略,使用多元组分相隔离电聚合乳酸 (PLA) 微纤维.
- 用UiO-66金属有机框架 (MOF) 的纳米晶体通过一步式电喷剂将其集成到PLA纤维上,以进行光学优化.
- 一个基于PLA的元织物,具有梯度孔结构和光功能化,已成功构建.
主要成果:
- BGPE-PLA元织物实现了高太阳反射率 (94.1%) 和中红外辐射率 (95.4%).
- 户外测试显示,平均温度差异为6.8°C,净冷却功率为106.7Wm-2.2.
- 这种织物表现出极好的疏水性,自我清洁性,透气性 (41.2 mm s−1),水分透气性 (132.3 g h−1 m−2),以及灵活性.
结论:
- 开发的可生物降解元织物为高性能PDRC和PTM提供了多功能解决方案.
- BGPE策略成功地创造了一种具有卓越辐射冷却,舒适性和耐用性的织物.
- 这项工作为织品的可持续热管理提供了一个有希望的材料.
