熱溼舒適性對著裝整體舒適感覺的貢獻佔61.5%，人體透過服裝與環境之間的熱傳遞主要包括傳導、對流、輻射和汗液蒸發。在此基礎上，各種能夠實現個人熱溼舒適性管理的智慧紡織服裝被開發出來。
美國杜克大學的研究團隊展示了一種多模態自適應可穿戴裝置，該裝置帶有由錦綸/金屬異質結構組成的溼氣響應襟翼，可以同時調節對流、汗液蒸發和中紅外發射，以響應人體汗液刺激來完成快速的熱傳遞調節。
為了實現多模態熱管理，作者設計了錦綸、Ag和SEBS奈米複合材料三層材料和一組襟翼。錦綸6可以透過可逆的吸水和放水實現雙晶驅動，即當兩側存在溼度差異時，錦綸瓣會向溼度較低的方向彎曲，並在溼度差異消失後回覆到原來的狀態。在頂部表面沉積一層Ag以實現低中紅外發射。當襟翼在乾燥狀態下關閉時，該層可有效地抑制輻射損失；當在潮溼條件下開啟襟翼時，由於人體面板接近完美的黑體，因此輻射傳熱會增加。
實驗結果表明，錦綸－Ag50（錦綸上沉積50 nm厚的Ag樣品）的彎曲角在引入水分時可以達到260°，當相對溼度從40%變為80%時，其可以在14 s內完全開啟，並在45 s相對溼度梯度消失時回覆到初始狀態。如果溼度保持在80%，其彎曲角度可在2h內保持不變。此外，錦綸－Ag50還表現出優異的穩定性，在200次迴圈後彎曲角度不變。
金屬層不僅可以提高錦綸的彎曲效能，還可以抑制人體的紅外線發射。即使只有20 nm厚的Ag層，其紅外發射率也可以降低到僅0.1。由於錦綸在中紅外波段的透明度約為44%，因此頂部的Ag層還可以從下方增加中紅外反射率，直接反射和捕獲人體的熱輻射，從而實現更好的散熱效果。
與傳統靜態紡織品和單模態自適應可穿戴裝置相比，多模態自適應裝置在無需任何電力和能量輸入的情況下，襟翼關閉時（乾燥條件）溫暖約16%，而在襟翼開啟時（潮溼條件）涼爽14%，即可以將熱舒適區擴大30%。將該裝置連線到市售T恤的背面，對志願者進行戶外實驗。襟翼在開始時處於關閉狀態，當受試者開始鍛鍊時（約5min），襟翼完全開啟。與預期一致，當受試者停止運動並且汗水完全消失時，裝置的襟翼恢復到初始關閉狀態。
相關工作以“Metalized polyamide heterostructure as a moisture-responsive actuator for multimodal adaptive personal heat management”為題發表在《Science Advances》上。
論文連結：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abj7906
（來源：紡織導報官微）
