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天津大学研发受盐碱地植物启发研制 MOST 太阳能热织物
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IT 之家 10 月 12 日消息,据央视网报道,天津大学封伟教授团队受盐碱地植物 " 吸盐 - 泌盐 " 机制启发,成功研发出一种兼具高效光热转换与优异力学性能的分子太阳能热(MOST)织物,该材料在 -20 ℃的严寒中,只需光照 12 秒,衣物表面温度就能迅速跃升至 40 ℃;即使反复洗涤摩擦,储热性能依然稳定;还可实现精准控温,用于局部热敷理疗。

据悉,以往的 MOST 织物一般面临优异光热性能与力学性能不可兼得的问题,对此,研究团队从盐碱地植物 " 中亚滨藜 " 中汲取灵感。这种耐盐植物能通过 " 溶胀吸收盐分 - 去溶胀泌盐结晶 " 的动态循环适应极端环境,其 " 溶剂介导 - 溶质输运 - 可控结晶 " 的生物机制,为解决 MOST 材料与织物的界面适配难题提供了灵感。

团队把由热塑性聚氨酯制成的中空气凝胶纤维作为基材,将其浸泡在特殊的偶氮苯 / 氯仿溶液中 " 腌渍 ",纤维先充分吸收溶液而膨胀,随后在干燥时,偶氮苯分子会从内部被挤出,并在纤维表面形成一层均匀、致密的晶体 " 外衣 " —— 偶氮苯单晶层。这不仅让纤维内部的分子结构更紧密,也让它获得了独特的光学特性和力学性能。

实验显示,这种新型织物表现出优异的热管理能力。在 420nm 蓝光照射下,70 秒内升温 25.5 ℃,即使在 -20 ℃的低温模拟日光中,50 秒也可升温 21.2 ℃。更难得的是,该织物具备极强的耐用性,经过 50 次摩擦、500 次拉伸弯曲,甚至 72 小时连续洗涤后,光热性能保留率仍超 90%,成功克服了传统 MOST 材料易脱落、寿命短的问题。

此外,该织物还能通过调节光照强度精准控制释热温度,既可用于日常保暖,也可作为便携理疗载体,为关节炎等患者提供局部热敷。未来可广泛应用于智能服装、医疗理疗器械、户外防护装备等领域

目前,相应研究成果发表于材料学期刊《先进材料》(Advanced Materials),为下一代可穿戴热管理技术开辟了全新路径。

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