DOI: 10.1016/j.compscitech.2023.110032

具有单向水传输（UWT）能力的智能纺织品/织物在可穿戴电子产品中有着广泛的应用。单向输水能力可有效帮助织物排出人体皮肤汗液，同时防止水溶液渗入织物。开发具有耐久UWT性能的可拉伸、多功能织物仍然具有挑战性。在此，本文报道了一种基于MXene的柔性Janus纳米纤维膜（JNM），该膜由一层厚的超亲水性MXene/壳聚糖修饰聚氨酯（PU）纳米纤维（MCP）和一层薄的疏水性MXene涂覆PU纳米纤维（MP）构成。得益于PU纳米纤维核/MXene壳结构，MCP层内部保留了丰富的孔隙。壳聚糖可以极大地改善MCP层的亲水性以及MCP与MP层之间的界面相互作用。JNM的UWT时间为18 s、并且可以在各种耐久性测试期间保持UWT性能。此外，JNM还表现出独特的反重力UWT能力。将具有优异光热转换性能的JNM用作可穿戴温度传感器，可以在极热和极冷天气条件下提供温度警报。这种柔性多功能JNM在智能穿戴电子产品领域显示出广阔的应用前景。

图1.JNM的制备和界面氢键的示意图。

图2.（a）MCP、（b）MCP横截面、（c）MP和（d）JNM横截面的SEM图像。

图3.水滴在JNM的（a）MP和（b）MCP侧扩散时，WCA随时间的变化。JNM的单向传输时间与制备MP层的（c）静电纺丝时间和（d）MXene浓度的函数关系。

图4.在各种耐久性测试期间，MCP层或MP层的水滴扩散时间：（a）循环拉伸（20%应变），（b）砂磨损，（c）超声波清洗，以及（d）在空气中的储存天数。每个插图都是显示耐久性测试的照片。

图5.（a）在室温下加热、（b）五次重复加热-冷却循环和（c）在冷冻环境下加热期间，暴露于光照的JNM的温度变化，光照密度为3000W/m2。（d）JNM在光照下的温度和电阻变化。（e）JNM的相对电阻随温度（范围为20℃至80℃）的变化。（f）在20个～22℃-～52℃的加热和冷却循环过程中，JNM的电阻随时间的变化。

图6.（a）从MP层到MCP层以及（b）从MCP层到MP层的UWT原理示意图。水滴从MP层扩散到MCP层（c,d）以及从MCP层扩散到MP层（e,f）的照片。

图7.（a）水滴在重力作用下传输的潜在机制方案。（b）照片显示了从MP到MCP层的反重力水传输行为。照片显示了JNM在皮肤上沿（c）HI-HO和（d）HO-HI的反重力单向水传输性能。（e）扩散时间随着JNM的拉伸应变发生变化。在（f）加热和（g）冷却过程中，附着在皮肤上的JNM的温度和电阻变化。