化工塑胶
全季节自适应热管理用仿生纤维热致变色材料
2025-11-07 16:19
全季节自适应热管理用仿生纤维热致变色材料

全季节自适应热管理用仿生纤维热致变色材料

全季节自适应热管理用仿生纤维热致变色材料

陕西科技大学生物质与功能材料研究所王老师团队在能源化学领域顶级期刊《Journal of Energy Chemistry》(中科院一区,影响因子14.0)发表突破性研究成果。相关成果以\"Bioinspired Natural Fiber-Based Wearable Thermochromic Material for All-Season Adaptive Thermal Management\"为题发表。该材料通过仿生设计实现环境温度响应型颜色与热辐射特性协同调控,基于刷芯 ®U盘电化学工作站BIOSYS平台,为可穿戴设备智能热管理提供了创新解决方案。
全球变暖与能源危机是新世纪面临的两大挑战。面对这两大挑战,如何实现无需额外能耗的“热舒适”成为科研焦点。研究团队受天然胶原纤维构成的多维传感与自体温度调节机制的启发,通过将传统浸渍喷涂法与逐层堆叠策略相结合,开发出一种纳米级天然纤维基热致变色材料(TMEH-skin),实现了强效的全季节自适应热管理。得益于按需设计的多功能层状结构,TMEH-skin可自发实现约38.16%的可见光调制率与约95.1%的红外辐射调制率,仅通过颜色变化即可展现优异的双模式自切换热管理特性,且全程无需外部供能。
此外,该材料兼具13.18 MPa的优异拉伸强度、透湿性、导电性与疏水性,进一步拓宽了可穿戴材料的应用潜力与场景。在敌后军事任务或侦察场景中,TMEH-skin能稳定整合穿戴舒适性、生理信号响应能力(精准摩尔斯电码传输)与特殊环境下的热管理性能,展现出智能军事应用的巨大前景。模拟实验表明,该材料在不同气候带城市中均表现出显著节能效率。本研究为天然基可穿戴材料在全季节自适应热管理领域的创新提供了新范式。
刷芯®U盘电化学工作站在仿生天然纤维基可穿戴热致变色材料(TMEH-skin)实验中扮演了关键角色,它通过提供高精度电化学测试与分析,助力研究人员深入了解材料的电化学特性,进而优化材料性能,确保TMEH-skin的热致变色效果和稳定性。同时,该工作站还支持长时间的电化学监测,为可穿戴设备的开发提供可靠性评估。
#自然皮肤 #胶原纤维 #自适应热管理 #可穿戴设备 #仿生设计学
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