DOI: 10.1021/acsapm.2c01464

近年来，基于光热纤维的可穿戴加热器在个人热管理方面获得了相当大的关注。然而，以个人舒适度和能量转换性能为目标的光热织物在设计、可染性、机械性能和实际应用方面仍然面临着严峻挑战。本文通过静电纺丝制备了具有良好光热性能、机械性能和可染性的聚丙烯腈（PAN）/硫化铜（CuS）纳米纤维膜。PAN/CuS-5wt%纳米纤维膜不仅表现出优异的光热转换性能（15s内可达88℃）和在1kW/m2下的良好加热循环稳定性，而且还具有较高的拉伸强度（9.86Mpa）。此外，PAN/CuS膜在染色后仍保持良好的光热性能。这项工作为构建光热、可染色织物开发了一种稳健的策略，在个人热管理中具有潜在的应用价值。

图1.PAN/CuS纤维膜的制备说明。

图2.（a）CuS@QCS的TEM图像。（b）PAN/CuS-10纳米纤维的SEM图像、元素映射和EDX光谱。CuS、CuS@QCS、PAN和具有不同CuS@QCS含量的CuS/PAN纳米纤维的FT-IR光谱（c）和XRD图谱（d）。

图3.（a）纯PAN纤维和PAN/CuS纳米纤维的应力-应变曲线。（b）PAN和PAN/CuS纳米纤维的断裂强度和断裂伸长率。

图4.（a）具有不同CuS@QCS含量的PAN/CuS复合材料的吸收光谱。（b）具有不同CuS@QCS含量的PAN/CuS复合材料在1个太阳照射下的温度-时间曲线。（c）PAN/CuS-5复合材料光热性能的循环稳定性。（d）PAN/CuS-5在不同加热时间（0、5、10和100秒）下的IR图像。

图5.（a）阳光照射下PAN/CuS-2纺织品的示意图。（b）经不同时间阳光照射的PAN/CuS-2的温度变化。（c）经不同时间（10月20日，中国郑州）阳光照射的PAN/CuS-2的红外图像。（d）PAN/CuS织物的可穿戴应用。

图6.（a）PAN/CuS织物的数码照片。（b）染色PAN纳米纤维、PAN/CuS-0.5、PAN/CuS-1、PAN/CuS-2、PAN/CuS-5和PAN/CuS-10纳米纤维在1kW/m2下的饱和表面温度。（c）用PAN/CuS-5包裹的玩偶在1个太阳照射下的红外图像（左：原始织物，右：红色染色织物，插图：相应的数码照片）。