【成果速递】我实验室新成果：“冬暖夏凉”自适应智能织物 （AFM）

       我实验室朱世平和张祺团队提出了“可逆单向导湿二极管”的概念，即利用两种具有相反刺激响应特性的温敏高分子通过单面喷涂-原位交联的方法整理到棉织物的正反两面，构建具有双面协同性能的智能织物，实现温度变化下可逆的单向导湿与热对流调节。高温时（40 ℃），织物内层疏水外层亲水，汗液通过不对称表面能梯度快速由内向外传输并在外层铺展，加速蒸发，与传统棉织物相比，蒸发速率提高50 %，温度降低1.2-2.3 ℃。而在低温时（10 ℃），织物内层亲水外层疏水，同时内层高分子吸湿膨胀导致孔隙降低，减缓对流传热，使湿度和热量保持在体侧，比较棉织物包裹时有更好的防骤冷效果（延长120秒冷却时间和最高3.3 ℃保暖效果）。

                                  图2. 智能Janus织物的合成方法（a-b）和表征（c-g）。

       该团队将整理有LCST型高分子聚2-(2-甲氧基乙氧基)甲基丙烯酸乙酯 (PMEO2MA)的一面作为织物内层（靠近皮肤的一层），将整理了UCST型高分子聚磺基甜菜碱 (PDMAPS)的一面作为外层。值得注意的是，两种高分子具有相近的相转变温度（26 ~ 27 ℃），且具有较好的生物相容性。此外，在单面喷涂高分子之前，织物进行了双键硅烷偶联剂的预处理，一方面使织物基底疏水化防止汗液在织物内部滞留，另一方面引入的双键与后续的高分子原位交联形成共价结合，提高整理剂牢度。该方法为设计环境适应性控湿调温织物提供了新思路，同时在基于纺织品的智能膜材料领域也具有潜在应用。

      图3. 双面协同智能Janus织物的单向导湿机理（a-b）和温度自适应控湿调温效果（c-e为高温效果，f-h为低温效果）。

       该研究成果“Reversible Water Transportation Diode: Temperature-Adaptive Smart Janus Textile for Moisture/Thermal Management”近期发表在Advanced Functional Materials，论文第一作者为先进材料实验室王元丰博士，通讯作者为香港中文大学（深圳）理工学院张祺助理教授和朱世平教授。

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adfm.201907851

本文转自微信公众号“高分子科技”