热舒适是指一个人对热环境的心理满意度，在这种环境中，人们既不会感到太冷，也不会感到太热。一般情况下，人体的体温调节机制可以维持恒定的热舒适温度。然而，在复杂多变的低温环境中，机体难以有效调节体温，需要外部热源来补充和支持正常活动。为了维持人体的热舒适，广泛使用的外部热源，如空调或暖气，约占全球电力消耗的40%，并产生大量的温室气体。当建筑内部空间较大且包含许多非生物实体时，通过调节整个室内空间的温度来维持个人的热舒适能效较低。此外，热舒适阈值的个体差异使得空调供暖系统难以满足个性化的温度控制需求。因此，开发基于人体和局部微环境的个人热管理（personal thermal management，PTM）织物备受关注。
针对PTM纺织品面临的加热模式单一、耐用性不足、制备工艺复杂等挑战，陕西科技大学高党鸽、吕斌、马建中等人通过在棉织物（CF）上依次生长聚多巴胺（PDA）和银纳米颗粒（AgNPs），制备了全天候PTM纺织品（CPANS）。该纺织品具有高电导率、较高的吸收率和低的中红外发射率，保证了电热、光热以及辐射制热三种制热模式在棉织物表面的集成。CPANS具有优异的电磁屏蔽性能、良好的透气性、机械性能和热伪装性能。此外，CPANS优异的耐用性以及简单有效的制备方法进一步促进了可穿戴PTM纺织品的商业应用。这一设计拓宽了可穿戴PTM纺织品在寒冷冬季的应用场景，有望实现理想的个人热管理。相关研究成果以“A Durable Textile With Advanced Thermal Functions and Electromagnetic Shielding”为题发表于国际学术期刊《Small》。陕西科技大学高党鸽教授为文章的第一作者和通讯作者，吕斌教授和马建中教授为论文通讯作者。
图3 CF（a1-a4）、CPA（b1-b4）、CPANS（c1-c4）的SEM照片；（d）CPANS的EDS映射照片；（e）CPANS的实物照片；（f-g）CF、CPA和CPANS的FT-IR（f）和XPS（g）谱图；（h）CPANS的Ag 3d高分辨拟合光谱
图4 （a）CF和CPANS的电导率；（b）不同驱动电压下CPANS的电加热温度曲线；（c）0.3 ~ 1.1 V和1.1 ~ 0.3 V电压下CPANS的电加热温度；（d）CPANS在不同驱动电压下的红外热成像照片；（e）CPANS电加热循环稳定性；（f）CPANS电热温度的持续稳定性（0.7 V驱动电压）；（g）CPANS在不同形态（展开、弯曲、扭曲）和覆盖人体手指的红外热成像照片；（h）CPANS的电热除冰测试
图5 （a-b）CF和CPANS的中红外反射率（a）和发射率（b）；（c）辐射制热性能测试装置示意图；(d-e) 模拟皮肤和覆盖CF、CPANS的模拟皮肤的实时温度曲线（d）和最终温度（e）；（f）人体皮肤和被CF、CPANS覆盖的人体皮肤实时温度曲线；（g-h）放在热台上的CF和CPANS的数码照片（g）和红外热成像照片（h）
图6 CF、CPA和CPANS的太阳光谱吸收率；（b）太阳光加热性能测试装置示意图；（c）CF、CPA和CPANS在一个标准太阳辐照度（1000 W/m2）下的时间温度曲线；（d）CPANS在不同太阳辐照度下的时间温度曲线；（e）CPANS在不同太阳辐照度下的稳态温度和升温速率；（f）CPANS在一个标准太阳辐照度下的光热循环稳定性；（g-h）CF、CPA、黑色皮革和CPANS在晴天（f）和阴天（g）10：00-17：00的温度变化曲线；（i）CF、CPA和CPANS在一个标准光辐照度下的红外热成像照片
图7 （a）CF和CPANS的电磁屏蔽性能；（b）不同层数的CPANS的电磁屏蔽性能。（c-g）CPANS在摩擦（c）、超声（d）、弯折（e）、洗涤（f）和胶带撕扯（g）循环后的电磁干扰屏蔽性能。（h-j）CF和CPANS特斯拉线圈电磁波的数字图像
图8 （a-c）CF、CPA和CPANS的水蒸气透过率（a）、透气性（b）和透气性宏观照片（c）；（d）CF和CPANS的力学性能；（e）CPANS提起约10 Kg重物的数码照片；（f-g）CF、CPA和CPANS对金黄色葡萄球菌的抗菌性能（f）和大肠杆菌（g）的抗菌性能；（h-i）CPANS覆盖在蒲公英（h）和花（i）上的数字图像；（j-k）CPANS的可裁剪性（j）和灵活性（k）
论文信息
Dangge Gao*, Zhangting Jia, Bin Lyu*, Litao Tang, Yatong Fu, Jianzhong Ma*. A Durable Textile with Advanced Thermal Functions and Electromagnetic Shielding[J]. Small, 2024, 2407571.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202407571
作者简介
高党鸽
本文通讯作者
陕西科技大学 教授
个人简介
高党鸽，教授/博士生导师，美国加州大学圣克鲁兹分校、英国诺丁汉大学访问学者。入选国家级高层次青年人才，全国优秀博士论文提名、教科文卫体系统五一巾帼标兵、陕西省杰出青年基金、陕西省“特支计划”青年拔尖人才、陕西省中青年科技创新领军人才、陕西省优秀青年科技新星等获得者，省级一流课程负责人。中国颗粒学会青年理事、中国皮革协会委员、国家级制鞋产业技术创新战略联盟专家委员会委员、西安青年科学技术协会理事、西安纳米技术学会理事会理事，《中国皮革》编审、《皮革化学与工程》期刊编委等。主持国家自然科学基金项目、高等学校博士学科点专项科研基金项目等科研项目19项，企业合作项目17项。在Journal of Energy Chemistry、Small、Chemical Engineering Journal等发表论文140余篇，参编教材/专著5部；授权国家发明专利44件，其中转让13件；制（修）定国家行业标准4项。多项技术进行转化，为社会创造良好的经济效益。科研成果获国家技术发明二等奖、中国轻工业联合会技术发明一等奖、教育部技术发明二等奖、陕西省教学成果特等奖、陕西省科学技术一等奖、陕西高等学校科学技术研究优秀成果一等奖等。
联系方式：[email protected]
研究方向：纤维表/界面功能化改性及性能，功能型高分子的设计合成及性能
吕斌
本文通讯作者
陕西科技大学 教授
主要研究方向
主要从事皮革化学品、油田化学品及柔性光热转换材料的研究
个人简介
吕斌，教授，博导，现任轻工科学与工程学院（柔性电子学院）院长兼党委副书记，陕西省三秦英才特殊支持计划科技创新领军人才，陕西省创新人才推进计划中青年科技创新领军人才，陕西省青年科技新星，陕西省创新人才推进计划—科技创新团队负责人，兼任中国皮革协会第九届理事会副理事长、科技委员会副主任等。以第一或通讯作者在Nano energy、Advanced Science、Small、Chemical Engineering Journal等国内外权威期刊发表学术论文114篇，其中SCI 51篇；主持科研项目56项，其中纵向项目16项，横向项目40项；参编专著5部；以第一发明人授权国家发明专利42件，其中专利转化或实施许可11件；参与制（修）订国家标准3项、行业标准2项。成果获国家技术发明二等奖（5/6）、国家科学技术进步二等奖（5/10）、国家教学成果二等奖（8/11）、中国轻工业联合会科学技术发明二等奖(1/6）、陕西省高等学校科学技术一等奖（1/11），陕西省科学技术进步一等奖（2/11）等省部级以上奖项14项。
联系方式：[email protected]
马建中
本文通讯作者
陕西科技大学 教授
马建中教授是皮革化工专家、中国化工学会会士、英国皇家化学会会士。曾任陕西科技大学校长、中国国务院学位委员会轻工学科评议组召集人、中国教育部轻工学科教指委副主任，现任中国皮革协会技术委员会名誉主任、陕西省决策咨询委员会委员、西安市政府科技顾问、陕西科技大学学术委员会副主任等。
他长期致力于高品质、功能化、绿色化皮革化学品的科技创新和产业升级，重点聚焦三方面工作：（1）创新了乙烯基聚合物的曼尼希反应法，突破了传统曼尼希反应难以发生在活性较弱α-H 的局限；（2）提出了通过乙烯基聚合物链段组成与无机纳米粒子微结构双向调控制备皮革涂饰剂的新思路，攻克了涂饰剂功能性匮乏的瓶颈；（3）创制了生物质原料与乙烯基聚合物共价交联新技术，破解了未改性生物质无法满足先进皮革制造的难题。研制的新型皮革鞣剂、涂饰剂、加脂剂等产品，在国内外40余家企业实现转化，产品远销六大洲32个国家。研究成果以第一完成人获国家技术发明二等奖、国家科技进步二等奖、国家教学成果二等奖、何梁何利基金科学与技术产业创新奖、全国商业最高科学技术奖、张铨基金奖以及IULTCS皮革行业卓越成就奖。在Angewandte Chemie International Edition、ACS Nano、Advanced Functional Materials、Advanced Science等国际知名学术期刊上发表论文400余篇，其中被SCI/EI收录300余篇，ESI高被引论文7篇。出版著作9部。授权美国、德国和英国发明专利7件，授权中国发明专利108件。
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