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  保持人體及其居住環(huán)境的熱舒適度是當(dāng)今人類面臨的普遍需求。然而，當(dāng)前普遍采用的壓縮式制冷系統(tǒng)（如空調(diào)）和電加熱系統(tǒng)，約需消耗全球35%的能源以維持舒適溫度。這些系統(tǒng)也會使用消耗臭氧層或具有強(qiáng)烈溫室效應(yīng)的冷卻劑。因此，開發(fā)安全、可持續(xù)的技術(shù)以減少依賴化石燃料所帶來的碳排放，已被視為一項(xiàng)必要且緊迫的任務(wù)。當(dāng)前，太陽能加熱和輻射制冷日益成為一種不依賴額外能源消耗的可持續(xù)熱管理技術(shù)。然而，現(xiàn)有技術(shù)在應(yīng)對多變的天氣條件時(shí)功能相對單一，實(shí)現(xiàn)雙向調(diào)節(jié)供暖和制冷的需求仍面臨挑戰(zhàn)。

圖1. 用于熱管理的溫度自適應(yīng)雙模態(tài)光子織物的示意圖。

  近日，清華大學(xué)曲良體教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種溫度自適應(yīng)智能織物（SF），該織物負(fù)載了還原氧化石墨烯封裝的熱致變色微膠囊（G-TM）和硫酸鋇納米顆粒。在低溫環(huán)境下，SF呈現(xiàn)黑色并表現(xiàn)出高的可見光吸收率以吸收太陽能進(jìn)行加熱。在高溫下轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨瓷涮柟鈱?shí)現(xiàn)輻射制冷（圖1）。這種溫度自適應(yīng)材料易于通過噴涂進(jìn)行大面積制備，為 SF 在各種人體和環(huán)境熱管理方面的廣泛應(yīng)用拓寬了道路。

圖3 溫度自適應(yīng)智能織物的光學(xué)特性

圖 4. SF 的其他特性和潛在應(yīng)用

  該團(tuán)隊(duì)通過噴涂工藝制備了大面積的SF（0.8 m × 10 m）。以SF 作為基材，該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并開發(fā)了全天候熱舒適服裝和帳篷（尺寸：3.5 m × 2.9 m × 1.3 m），為人體和生活環(huán)境提供了 19° 至 28°C 的熱舒適環(huán)境范圍，這表明紡織服裝和帳篷能夠進(jìn)行溫度自適應(yīng)、全天候的熱管理（圖4）。SF 的易于制備、可擴(kuò)展性和出色的熱管理優(yōu)勢在與人體和生活環(huán)境的熱管理相關(guān)的應(yīng)用中顯示出巨大的潛力。

  論文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adr2062