用于人體熱管理的新型降溫紡織品：原理、設(shè)計和應(yīng)用

熱設(shè)計 2024-10-19

來源：Chemical Engineering Journal

原文：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.155729

01 背景介紹

在人類文明的進(jìn)化過程中，人體對環(huán)境的適應(yīng)能力至關(guān)重要。特別是溫度的調(diào)節(jié)機(jī)制在人體的生理過程中起著至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)紡織品作為人體與環(huán)境之間的界面，在提供保暖和散熱方面發(fā)揮著重要作用，氣候變化、體育科學(xué)和醫(yī)療技術(shù)的進(jìn)步使得人們越來越迫切地尋求更具創(chuàng)新性和更有效的方法來管理人體熱量。以人體及其局部環(huán)境為重點，基于先進(jìn)紡織品的 PTM 正在成為實現(xiàn)人體熱舒適的有效且節(jié)能的方法。

隨著氣候變化和技術(shù)進(jìn)步，對更加智能、有效的個人熱管理（PTM）的需求也愈發(fā)迫切。早期產(chǎn)品通過改善纖維材料的吸濕透氣性能實現(xiàn)降溫效果。隨著納米技術(shù)、微尺度結(jié)構(gòu)設(shè)計和功能添加劑的發(fā)展，現(xiàn)代降溫紡織品在透氣、吸濕、排汗性能、抑菌耐磨性能，甚至智能調(diào)溫等方面都有了顯著提升。但目前對個人降溫紡織品的全面總結(jié)與分析尚缺乏。

02 成果掠影

近日，天津工業(yè)大學(xué)樓靜文教授團(tuán)隊介紹了先進(jìn)紡織品在個人制冷熱管理方面的最新進(jìn)展。降溫織物通過優(yōu)化人體的輻射、對流、蒸發(fā)和呼吸等體溫調(diào)節(jié)機(jī)制來提升舒適度。選擇合適的纖維材料、納米材料、聚合物材料、相變材料（PCM）和功能涂層材料可進(jìn)一步增強(qiáng)降溫效果。織物結(jié)構(gòu)設(shè)計中的多孔結(jié)構(gòu)、纖維間距和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)直接影響舒適性和力學(xué)性能。本文還討論了降溫紡織品導(dǎo)熱性、透濕性和紅外發(fā)射率等性能的評價方法，以確保其應(yīng)用的安全性和有效性。盡管降溫功能面料前景廣闊，但仍面臨材料可持續(xù)性、環(huán)境友好性等挑戰(zhàn)。研究成果以“Novel personal cooling textiles revolutionizing human thermal management: principles, designs and applications”為題發(fā)表在《Chemical Engineering Journal》期刊。

03 圖文導(dǎo)讀