全球工业化的持续推进加剧了温室效应，导致极端气候事件的频率增加。现有的温控设备可以在一定程度上提升热舒适度，但通常消耗大量能量，且在户外效果有限，无法在开放环境中调节个人体温。与此同时，快速的城市化也加速了无线电子设备和可穿戴电子设备的发展和广泛应用，导致城市环境中电磁辐射显著增加。长期暴露于电磁波可能带来潜在健康风险。为了应对当代生活的多方面需求，开发集成个人湿度与热管理、电磁防护的多功能材料至关重要。

近日，吉林大学张淑玲教授团队在期刊《Chemical Engineering Journal》上，发表了最新研究成果“All-in-one Janus-type membrane with asymmetric gradient for dual-mode thermal management, EMI shielding and motion perception”。研究者利用层层组装技术成功制备出一种具有非对称光学特性的纤维膜（SiO2/PAN-ACNT-rGO/TPU），实现了个人双模式热管理。该纤维膜还具备不对称的孔径与润湿性结构，能够对汗液进行定向传输管理。此外，该纤维膜表现出优异的电磁屏蔽效能和运动监测性能，即使在多种复杂环境下，依然能保持良好的性能。

图1：SiO2/PAN-ACNT-rGO/TPU的结构示意图及应用。

SiO2/PAN-ACNT-rGO/TPU的冷却层为SiO2/PAN，展现出97.34%的太阳反射率和92.66%的大气窗口发射率，实现了8.04°C的辐射冷却性能。加热层由功能化碳纳米管薄膜（ACNT）和rGO/TPU组成，吸收率为0.93，北方冬季最大升温11℃。该纤维膜可通过简单翻转切换热管理模式，其年节能潜力约为28.45 MJ/m2。

图2：SiO2/PAN-ACNT-rGO/TPU的冷却性能。

图3：SiO2/PAN-ACNT-rGO/TPU的太阳能加热性能。

此外，汗水蒸发也是一种有效的冷却机制，可维持人体的热舒适度。SiO2/PAN-ACNT-rGO/TPU膜具有良好的定向汗液管理性能，可进一步增强其冷却效果。

图4：SiO2/PAN-ACNT-rGO/TPU的汗液管理性能

本研究拓展了智能可穿戴设备和户外设备在复杂环境中的适用性。

论文链接：10.1016/j.cej.2026.178000

人物简介：

张淑玲，吉林大学化学学院教授，博士生导师。主要聚焦于高性能聚合物基多孔材料、多功能电磁屏蔽材料及生物医用材料研究。近年来,先后承担总装备部预先研究项目、国家自然科学基金项目、吉林省重大科技攻关专项、吉林省重点科技研发项目等多项国家和省部级科研任务,并获得“吉林省中青年科技创新带头人”荣誉称号。电子邮箱:zsl@jlu.edu.cn。