近日,清华大学与南京大学研究团队联合报道了一种聚甲醛(POM)纳米织物,它不仅实现了大气窗口(8~13μm)的选择性发射,而且还显示了剩余中红外波段的透射和太阳光(0.3~2.5μm)的反射,可在室外(晴天和阴天条件下)和室内(比典型纺织品低 0.5~8.8°C)实现高效的人体辐射冷却,为下一代智能纺织品的合理设计引入了新的可能性。
POM的振动吸收和发射的波长主要分布在大气窗口(8~13μm)内,表明其可作为开发辐射冷却纺织品的原料。基于此,研究人员通过静电纺丝制备了厚度约为260 μm的分层POM纳米纤维纺织品,合成的POM纳米纤维在0.3~2.5μm波段表现出高达94.6%的太阳反射率,在0.3~1.5μm太阳主波段平均反射率达到95.2%。相比之下,在4~25μm的MIR区域,POM纺织品表现出6.3%的超低反射率,表明其具有较高的MIR发射率和透射率,因此是一种理想的非反射纺织品。POM纺织品在8~13μm的大气窗口内表现出75.9%的高选择性发射率,在大气窗口外的平均透射率为70.0%。而且,POM纺织品在4~25μm整个中红外区域的平均透过率达到48.5%,表明它可以透过人体近一半的辐射能量。这些结果表明,POM纺织品具有自适应辐射冷却模型的特性,有望提供环境自适应的人体冷却。
除了优越的辐射冷却性能外,POM纺织品还表现多项服用性能指标,包括出色的耐磨性能、良好的透气性、机械强度、防水性和防潮能力。其具有13.3MPa的高拉伸强度,水接触角达到138°,半小时后保持在122°,远高于其他三种纺织品。在各种户外环境中,POM纺织品的辐射冷却性能比商用防护服显著增强,且具有更好的室内冷却性能,商业化潜力很高。