高熵光热薄膜助力人体热管理研究获新进展

记者从兰州化物所获悉，近期，中国科学院兰州化学物理研究所清洁能源化学与材料实验室低碳能源材料课题组高祥虎研究员、刘刚研究员团队通过磁控溅射方法在普通棉布表面制备了基于高熵氮化物的多层薄膜，实现了具有较高光谱选择性的人体热管理织物。

保持舒适的新陈代谢温度对维持人体的基本生理功能至关重要。户外，静止的成人通过红外辐射消耗大约50%的热量，而传统的纺织材料（如棉和涤纶）具有高红外发射(~90%)，导致大量辐射性热量损失。因此，对织物表面进行加工，实现人体热管理将会弥补这些缺陷。目前已报道的热管理织物吸收率并不理想，在寒冷的天气下不能有效加热人体，而现有的选择性吸收涂层技术在普通棉布表面由于高粗糙度会失去光谱选择性。因此，研究零能耗热管理织物具有重要意义。

据悉，研究人员通过建立稳态传热模型发现织物高吸收率和低发射率对人体在低温环境下保温都有贡献，特别是吸收率的优化，能够有效增加在户外光照环境下的保温能力。研究人员通过理论计算结合实验验证的方法对多层薄膜光学性能进行优化。优化后的选择性吸收涂层在金属铝修饰的棉布上实现了92.8%的高吸收率和39.2%的低发射率，具有优异的光热转化效率，相比于已报道的太阳能加热织物具有明显优势。随后，研究人员对织物的加热能力进行实验验证。由于织物较低的发射率，使得室内空调的设定温度降低3.5℃，从而减少了能源消耗。

兰州日报社全媒体记者 华静

责任编辑：王旭伟