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全球气候变化，极端天气频发，对人体健康和日常生活的威胁日益加剧，目前大量的研究致力于开发节能和环保的智能温度调节材料用于个人体温管理。 近年来，基于纳米纤维的降温和升温材料被相继报道，纤维热管理材料具有便携穿戴、强度高易裁剪等特点，能够实现高效的人体降温或者保温管理。然而，如何开发兼具冬季保温、夏季降温的智能热调节纳米纤维织物仍然是一个挑战。 近日，南京工业大学的陈苏教授、朱亮亮教授和湘潭大学的刘益江副教授合作，以银纳米纤维（AgNW）、还原氧化石墨烯(rGO)和聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)纳米纤维作为对象，通过纤维微流控纺丝过程不对称组装方法，构建了具有不对称光热性能的AgNW/rGO/PVDF-HFP纳米纤维热调节材料，实现了升温和降温模式的选择性切换。
AgNW/rGO/PVDF-HFP纳米纤维织物独特的温度调节能力源于其不对称的组成结构。两种具有相反热性能的AgNW和PVDF-HFP纳米纤维通过不对称纺丝法组装到rGO的两侧，由于AgNW和PVDF-HFP纳米纤维相反的热辐射性能，使得光能转化的热量发生不对称传导，造成AgNW/rGO/PVDF-HFP纳米纤维织物两侧表现出相反的光热性能。无论光照方向，在1 kW m-2光强度下，AgNW侧温度始终比PVDF-HFP纳米纤维侧低11 ℃。因此，将PVDF-HFP纳米纤维侧外穿时，对人体表现为降温模式，反之则为保温模式。 为了进一步提高AgNW/rGO/PVDF-HFP纳米纤维织物的热调控能力，我们将光子晶体材料沉积到AgNW/rGO/PVDF-HFP复合膜上，光子晶体的周期有序结构能够提高复合纤维膜的反射冷却能力，在辐射冷却与反射冷却的协同作用下，复合纤维膜的降温能力显著提高，在一个太阳光照强度下，膜内外的温差达到了14.2 ℃。 此外，AgNW/rGO/PVDF-HFP纳米纤维膜还具有轻质、耐磨、透气和耐水洗等诸多优异特性。因此，该织物材料有望用于全季节智能温度调节服装的开发，为应对极端气候变化和可持续太阳能的利用提供新的思路。 论文信息 Fiber-spinning Asymmetric Assembly for Janus-structured Bifunctional Nanofiber Films towards All-Weather Smart Textile Dr. An-Quan Xie, Prof. Liangliang Zhu, Yunzheng Liang, Jian Mao, Prof. Yijiang Liu, and Prof. Su Chen 文章的第一作者是南京工业大学解安全博士。 Angewandte Chemie International Edition
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