DOI: 10.1002/adfm.202300794

将零能量输入冷却技术纳入个人热管理（PTM）系统是预防热相关疾病同时减少能源消耗的一种有前途的解决方案。尽管提出了被动辐射冷却材料的概念，但在提供良好佩戴舒适性的同时实现亚环境冷却性能仍然是一个挑战。本文报道了一种吸湿排汗的非织造超织物，该织物集辐射冷却和蒸发散热于一体，以实现高性能的热舒适性和湿舒适性管理。该超织物由大规模静电纺丝和分层设计构建而成，表现出优异的光谱选择性（阳光反射率≈92%，大气窗口热发射率≈97%）和Janus润湿性，同时也继承了非织造织物优异的弹性、透气/透湿性。观察到独立超织物的亚环境温度下降≈6.5℃（≈750W/m2的太阳强度）。超材料织物具有吸湿排汗作用（水分蒸发率为0.31g/h，水分传输指数为1220%），可快速蒸发汗液，最多产生1mL/h的汗液以使皮肤降温，从而降低剧烈运动后过度出汗的风险。此外，超织物的冷却性能可以通过施加各种应变（0-100%）来调节。该超织物的成本效益和良好的可穿戴性为可持续能源、智能纺织品和热湿舒适应用提供了一种创新途径。

图1.亚环境日间辐射冷却设计。A）具有Janus润湿性的分层设计超织物的示意图，用于个人干燥和冷却。Janus润湿性结构导致汗液的定向传输和蒸发，锚定的Al₂O₃纳米颗粒散射体和F127在大气窗口中提供强烈的阳光反射和热发射。插图显示了将样本涂抹在干燥和潮湿皮肤上时拍摄的红外图像。B）250µm厚的超织物（1m×0.4m）的照片，该超织物使用卷对卷电纺丝技术制备而成。C）超织物的横截面图像。D）超织物和棉布的反射率和发射率。E）超织物、SEBS非织造布和Al₂O₃的XRD图谱。

图2.超织物的制备、机理和物理性能。A）超织物的制备工艺。B）分子键合策略和偶联反应机理示意图。C）添加和不添加TT的超织物的扭转变形试验。D）超织物的映射图像。E）在Al₂O₃纳米处理之前和之后，SEBS/F127的直径分布。F）SEBS（左）和超织物（右）的原子力显微镜结果。G）不同织物的透气性和H）透湿性。I）超织物的顶部和底部形态。插图显示了相应的水接触角。J）照片展示了超织物的透气性和防水性。

图3.具有Janus润湿性的超织物的反重力水传输和吸湿性能。A）定向输水示意图。B）荧光图像显示水滴（由荧光素钠标记）从疏水侧（与皮肤接触）或亲水侧（暴露于环境中）垂直传输到另一侧。C）超织物快速吸湿性能的实测试验（蓝色水模拟人体皮肤上的汗液）。D）超织物的定向水传输机制示意图。水滴分别从上方（顶部）接触超织物的亲水层和从下方（底部）接触疏水层。E）从超织物的俯视图看，水的定向传输过程。在水分管理测试仪中，当水滴滴在面朝上的疏水层F）和亲水层G）上时，超织物顶面和底面上的相对含水量。H）超织物的水分蒸发率。I）棉（左）和超织物（右）在潮湿皮肤上的吸湿性能和快速输水性。

图4.可能机制和室外亚环境冷却性能。A）基于化学键的辐射冷却机制。B）由于纳米处理后阳光反射率的提高，净加热（顶部）变为净冷却（底部）的示意图。C）样品的阳光反射率和D）大气窗口发射率。E）照片和示意图显示了在750W/m²的平均阳光强度下进行冷却性能测试的设置，使用热电偶监测样品的实时温度。晴天（F,G）和阴天（H,I）的冷却性能曲线，插图显示了天气状况。

图5.不同应变下的可调冷却性能。A）照片展示了通过刺入、拉伸和扭曲产生的机械变形。B）剥离试验的示意图和照片。C）应变-应力曲线，D）相应的机械性能，以及E）三种织物的剥离曲线。F）机械自适应冷却性能。G）在0%、20%、50%和100%应变下，超织物的阳光反射率和H）表面形态。

图6.超织物的热蒸发测量。A）阳光辐射测试设置的照片。B）该设置的示意图，包括内部带有加热器的模拟皮肤、用于监测温度的热电偶和覆盖在模拟皮肤上的超织物。C）太阳强度。D）织物覆盖模拟皮肤的温度曲线。E）中国无锡，一名穿着棉布（左）和超织物（右）的人在阳光下的红外图像和光学照片（插图）。F）织物的吸湿距离。G）覆盖棉布和超织物的温度曲线模拟了有和没有汗液蒸发效应的皮肤。