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天大封伟教授团队《Advanced Materials》:受盐碱地植物“泌盐术”启发实现力学-光热协同提升织物热管理性能
添加时间:2025-10-09 09:08:57  

分子太阳能热(MOST)织物能够将 MOST 分子优异的光热性能与织物基材固有的柔韧性、透气性协同结合,已成为个人热管理(PTM)领域极具吸引力的选择。尽管MOST织物具备这些优势, 其发展因MOST分子与织物较差的界面相容性,长期存在的“力学及光热性能妥协”难题。

近日,天津大学材料科学与工程学院封伟教授团队,受中亚滨藜(Atriplex centralasiatica)吸盐-泌盐机制启发,开发了一种基于中空气凝胶纤维(HAFs)的创新性溶胀-去溶胀策略,构建出“力学-光热性能协同增强的MOST-织物体系(SPMFS)”,在溶胀-去溶胀过程中,热塑性聚氨酯(TPU)分子链重组为致密网络,同时偶氮苯(Azo)“泌出”并形成致密、均匀的单晶层。所制备的 SPMFS 展现出显著的力学性能提升:断裂应变增加 48%,拉伸强度提升 129%;光热性能同样优异,光充电与光放电效率显著增强(光转换效率 > 94%),且能量密度均匀分布,高达 7.5 kJ/m⟡。此外,SPMFS 可实现可控得快速热管理,在长期洗涤、循环拉伸与摩擦条件下仍保持出色耐久性,并能实现可控光热理疗。这一仿生策略为下一代可穿戴 PTM 系统奠定基础,同时为未来 PTM 器件设计提供了框架。

相关研究成果以“Bioinspired Swelling-Deswelling Strategy Unlocks Synergistic Molecular Solar Thermal-Fabric Systems for Personal Thermal Management”为题,发表于国际权威材料期刊《Advanced Materials》,论文的第一作者为天津大学材料科学与工程学院博士生王硕,通讯作者为天津大学封伟教授。该研究受到国家科技部重点研发项目(No. 2022YFB3805702)和国家自然科学基金委重点基金和重大仪器研制项目(Nos.52130303和52327802)的支持。

全文链接: https://doi.org/10.1002/adma.202514043