四川大学吴宏教授、郭少云教授团队 Small：受生物矿化启发通过原位锚定硫化铜实现芳纶纺织品的多功能可穿戴热管理

2023-11-14 来源：高分子科技

设计用于个人热管理（PTM）的智能纺织品是体温调节和节能的有效策略。基于光热涂层的智能纺织品因其可持续性和可控性而备受关注，其可以收集太阳光并转化为热能从而加热人体。但仅有光热转换性能的纺织品存在一定局限性，例如：在阴天、雨天和室内等日照不足的条件下无法为人体有效地供暖。同时，考虑到实际应用环境中存在的电磁辐射污染、紫外线伤害、火灾风险以及细菌感染等情况，因此，有必要通过简便的策略制造出集多模式驱动加热、电磁屏蔽、紫外线防护、阻燃和抗菌性能于一体的多用途纺织品。

近日，四川大学高分子研究所吴宏教授和郭少云教授团队提出了一种制备多功能智能纺织品的新策略，在前期超疏水光热涂层的研究基础上（ACS Appl. Mater. Interfaces 2023, 15 (2): 3522-3533），启发于生物矿化过程，通过在芳纶（AF）织物上原位沉积聚多巴胺（PDA）涂层，以PDA作为中间层鳌合铜离子提供生长位点，原位生长并锚定硫化铜（CuS）纳米阵列，进而制备得到CuS@PDA多功能光热涂层纺织品。该纺织品具有93.7%的高太阳光吸收率和4630 S×m^-1的高导电率，表现出优异的太阳光和焦耳加热性能，即使在低能量输入的情况下也能够有效地为人体供暖。同时，该纺织品的红外线（IR）发射率降低，减少了热辐射损失，有助于保持体温的恒定，而且集成了出色的电磁屏蔽（59 dB）、近乎完全的紫外线防护（UPF=2567）以及理想的阻燃和抗菌性能。此外，该纺织品机械稳定性良好，可确保涂层织物在复杂环境下长期高效地使用。

图1 多功能纺织品的制备示意图

图2 多功能纺织品的主/被动加热性能

图3 多功能纺织品在实际环境中的热管理性能

图4 多功能纺织品的电磁屏蔽及紫外防护性能

图5 多功能纺织品的光动力抗菌、阻燃及机械稳定性能

相关研究成果以“Biomineralization-Inspired Copper Sulfide Decorated Aramid Textiles via In Situ Anchoring toward Versatile Wearable Thermal Management”为题发表在《Small》上（DOI：10.1002/smll.202307873），论文第一作者为2020级博士研究生赵志恒。

研究团队链接：http://gsy.scu.edu.cn/

原文链接：https://doi.org/10.1002/smll.202307873

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（责任编辑：xu）

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