中纺院生物源纤维制造技术国家重点实验室智能织物工作室研究成果在《科学》杂志发表

信息来源:学术交流时间:2021-07-14

2021年7月9日,《科学》杂志发表了中纺院生物源纤维制造技术国家重点实验室智能织物工作室研究成果。生物源纤维制造技术国家重点实验室依托单位通用技术中国纺织科学研究院有限公司(以下简称“中纺院”)与华中科技大学合作,成立了“陶光明智能织物工作室”,聘请陶光明教授为工作室主任,合作开展智能可穿戴功能纤维新材料及其织物制品的研究开发,推动智能纺织品的产业化技术开发及高水平应用。

在该项目的推进过程中,中纺院利用在功能纤维开发方面的硬件资源和技术优势,协助华中科技大学进行辐射制冷理论到实践的应用探索,最终实现高品质辐射制冷纤维制备及面料开发,为项目的顺利实施提供基础保障。

7月9日,《科学》杂志在线发表了华中科技大学陶光明教授和浙江大学马耀光教授领衔攻关的科研成果“无源制冷光学超材料织物”。该织物基于辐射制冷的原理和形态分级的设计理念,可实现高效的户外个人热管理,为穿着者降温。


去年5月,陶光明教授团队研究人员前往中纺院研发基地与中纺院研发人员一起投入项目的技术攻关工作中。在项目的研发过程中,研究团队完成了从专用原料开发、纤维制备到织物设计的整个流程,总计百余次试验;在面料产品开发方面,研发团队从纤维的复合结构设计和力学性能提升等方面优化工艺,设计出多款交织面料样品。在研发团队的共同努力下,辐射制冷纤维产品从理论走向现实。

图丨超材料织物与棉对人体表面降温对比测试。(a) 人体表面降温对比测试照片;(b) 人体表面降温对比测试红外图


相较于普通白色棉织物,该项目研发的超材料织物能使人体体表降温近5℃,具有优异的可穿戴性,并与整个纺织行业相兼容,适合大规模推广制备和产业化应用。

图丨陶光明教授(左)和马耀光教授(右)展示超材料织物


该项成果颠覆传统,可在阳光直射的户外高温环境下,对人体进行有效防护并满足热舒适需求,其主要目标人群包括运动员、警察、清洁工、快递员和医护工作者。目前,研发团队已将超材料织物初步应用于口罩和防护服,与传统医用防护材料相比,具有降温特性的防护用纺织品材料成功实现了户外的有效降温,进一步研发后有望在保持防护服防护特性的基础上提升医护工作者的穿着舒适度。