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一种用于个人热管理的多功能纳米纤维素衍生材料
 
发布时间:2023-10-15    阅读:242

01背景介绍

保持舒适的体温对于人类的生理和心理都至关重要。长时间暴露在寒冷条件下会导致多种健康问题,包括冻伤、体温过低和心血管疾病。目前,最常见的保暖方法是供暖、通风和空调(HVAC)系统和隔热服。然而,当前的保暖方法具有明显缺点。HVAC 系统对环境有害且不适合室外环境,传统的隔热服笨重、坚硬且使用寿命有限。随着人类探索的环境日益极端和复杂,人们越来越需要开发节能、环保、便携式的解决方案来解决这些问题。因此,越来越需要开发适合户外条件的节能、环保、便携式解决方案。个人热管理 (PTM) 已成为一种很有前景的方法,可在降低能耗的同时实现个性化的热舒适度,用于户外活动的个人热管理 (PTM) 纺织品对于解决能源消耗和热舒适问题变得越来越重要。纤维素纳米纤维 (CNF) 气凝胶由于其环保、轻质和低导热性而成为 PTM 有前景的候选材料。然而,单一的绝缘能力可能不足以适应多样化和恶劣的户外条件。

02成果掠影

近期,东华大学刘丽芳教授团队将基于 CNF 的气凝胶碳化以制造各向异性碳气凝胶,然后在其表面掺入银纳米线(AgNW)以制造双功能 AgNW/碳气凝胶,所得材料具有高孔隙率(99.3 %)、高表面积(503.2 m2 /g)、低密度(7.08 mg/cm3)和低导热率(沿轴向18.2 mW·m-1·k-1),是理想的热绝缘体。AgNWs 涂层一侧表现出较低的红外发射率(7-14 μm 处为 17.6%),碳气凝胶一侧具有较高的太阳能吸收率(91.97%)。此外,AgNWs/碳气凝胶显示出焦耳热性能( 5V下3分钟内ΔT = 44.5°C),多种加热模式可在各种恶劣环境下自适应热舒适。此外,该材料的透气性、渗透性和电磁屏蔽特性也使其成为 PTM 高级可穿戴纺织品具有前景的候选材料。研究成果以“Silver nanowire-infused carbon aerogel: A multifunctional nanocellulose-derived material for personal thermal management”为题发表于《Carbohydrate Polymers》。

 





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