隨著可穿戴電子設備和智能紡織品的出現,節能需求和多樣化的個人體溫調節需求使得個人熱量管理(Personal Thermal Management,PTM)技術再次興起。PTM,包括個人冷卻、加熱、絕緣和溫度調節,比傳統的人體空氣/液體冷卻服裝更加靈活和廣泛。為了提高人體熱舒適,降低采暖和制冷的能耗,強調人體及其所在環境的能量管理——個人熱管理是一個很有前途的解決方案。

來自華中科技大學的胡潤,羅小兵研究團隊,近期在Advanced Energy Materials 上發表綜述文章《Emerging Materials and Strategies for Personal Thermal Management》,概述了近年在PTM領域新的先進材料和策略,當前的技術狀態和該領域的發展前景。(DOI: 10.1002/aenm.201903921)
在討論熱舒適基本概念的基礎上,文中首先簡要介紹了三種傳統的PTM策略:
1、Personal-Cooling Garment(PCG),主要包括風冷服裝和水冷服裝;
2、Personal-Heating Garment (PHG), 主要包括電加熱服裝和化學加熱服裝;
3、Phase-Change Thermoregulation Garment (PTG),主要是使用冰、干冰、石蠟、十六烷等相變材料。

隨后出現了將PTM與紡織品相結合的新興策略,在溫度調節性能和可穿戴性(透氣性、可洗性、可拉伸性和可裁剪性)之間進行權衡。主要集中在兩個方面,一是針對人體輻射和傳導傳熱的被動方案,如冷卻/加熱織物、機制織物冷卻/加熱、有色紡織品、動態紡織品、PCM-纖維基紡織品、金屬納米纖維雜化薄膜/紡織品、石墨烯及碳基材料及汗液管理紡織品等;二是新型有源器件,特別是基于固態機制的新型有源器件,如分布式PCM和熱電器件,由于其結構緊湊,受到越來越多的關注。
近十年來在PTM領域取得的所有重大進展都顯著地推進了PTM的概念和策略,本文有助于大家了解其現狀,理解其機制,并為更好的未來進行探索。
此外來自斯坦福大學的崔屹研究團隊,在Joule上發表綜述文章《Advanced Textiles for Personal Thermal Management and Energy》,文章綜述了近年來在學術界,先進的紡織品在個人熱管理方面的最新進展,及在能源效率方面的重要意義。(https://doi.org/10.1016/j.joule.2020.02.011)

為了有效地調節人體與其周圍環境之間的熱交換,先進的紡織品正在被發明和開發。
紡織品作為人體與外界環境的界面,在人體與外界環境的熱交換中起著重要的作用。近年來,基于個人熱管理的先進紡織品研究越來越被研究者重視,更好地控制人體散熱,是實現人體熱舒適和降低建筑能耗的有效節能途徑。
文中主要介紹材料設計、織物性能、基本原理和對能源的影響;討論以被動控制人體散熱途徑為目標的工程特性紡織品,主動增溫/降溫紡織品,以及根據外界刺激提供適應性個人熱管理能力的響應紡織品。并展望了先進紡織品在個人熱管理方面所面臨的挑戰和未來發展機遇。
信息來源:互聯網
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