【摘 要】
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随着我们对能源消耗认识的不断提高以及我们对舒适和健康的不懈追求,服装在能源管理和热管理方面正变得越来越重要和有吸引力。目前,随着材料科学技术、服装纺织技术的飞速发展,越来越多的人体热管理织物相继出现,如空气冷却服装、液体冷却服装、相变材料冷却服装、吸湿蒸发冷却服装、半导体冷却服装以及光学调控冷却服装等。然而,目前已报道的人体热管理织物还存在许多问题与挑战:（1）主动型热管理织物需消耗能源,且部分体
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随着我们对能源消耗认识的不断提高以及我们对舒适和健康的不懈追求,服装在能源管理和热管理方面正变得越来越重要和有吸引力。目前,随着材料科学技术、服装纺织技术的飞速发展,越来越多的人体热管理织物相继出现,如空气冷却服装、液体冷却服装、相变材料冷却服装、吸湿蒸发冷却服装、半导体冷却服装以及光学调控冷却服装等。然而,目前已报道的人体热管理织物还存在许多问题与挑战:（1）主动型热管理织物需消耗能源,且部分体积大,不适合日常使用。（2）部分热管理织物使用的外加柔性器件与服装的集成性较差。（3）个人热管理调节机制单一,难以达到温湿度的共同高效调节。（4）耐洗、耐磨、透气等可穿戴性能较差。针对以上问题与挑战,本课题从织物材料、结构和个人热管理调节机理出发,通过深入研究从纳米纤维织物到长丝织物的制备以及从光学调控到光学调控与吸湿蒸发协同作用的热管理原理,我们不断提高热管理织物的降温效率及穿戴舒适性。具体的研究内容如下:（1）通过高压静电纺丝技术制备了具有日间辐射降温效果的聚酰胺6（PA6）/二氧化硅（SiO2）纳米纤维织物。该织物具备可控的微纳米网络结构,可以有效地反射太阳光,减少阳光带来的热量;同时红外透过材料PA6可有效透过人体的红外辐射,随机分布的SiO2微球可有效辐射人体发出的9μm波长红外线,共同达到为人体降温的目的。（2）采用静电纺丝技术与浸涂工艺相结合制备了一种吸湿被动冷却的PA6/SiO2/醋酸纤维素（CA）/氧化铝（Al2O3）/HPX（吸湿纺织助剂）纳米纤维织物。CA中C-H、C-O、C-O-C和C-OH伸缩振动、SiO2和Al2O3在～9μm和～12μm处的强声子极化子共振作用、PA6优异的红外透过性能以及可控的微纳米网络结构,赋予了织物优异的光学调控能力,同时纺织品整理剂的应用及双层孔径的差异赋予织物显著的润湿性梯度,支持汗液从内层（CA/Al2O3/HPX层）传输到外层（PA6/SiO2/HPX层）,以实现超快蒸发。这种光学冷却和芯吸蒸发冷却协同作用的降温手段可提高降温效率,有效维持人体热舒适。实验结果证实,在室外阳光直射条件下,与传统纺织品相比,PA6/SiO2/CA/Al2O3/HPX纳米纤维具有16.6℃降温效果。（3）以辐射增强材料SiO2和红外透过材料PA6为原料,采用工业化熔融纺丝方法制备具有被动辐射降温功能的长丝,并通过手动织布机将其编织成平纹机织物。夜间降温测试表明,无机粒子的添加增加了织物的辐射降温性能。当SiO2粒径为4μm,添加量为5 wt%时,SiO2/PA6辐射降温织物相比于PA6织物具有4℃的降温效果。
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