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  隨著生活水平的提高，人們對穿著的舒適性要求也日漸提升。在炎熱潮濕的夏天，我們希望衣物能有清涼干爽的體感；而在寒冷干燥的冬季，則需要衣物能保持體表溫暖濕潤。近年來，科學家們已成功開發出了可分別適應上述兩種不同場景的快干衣和保暖織物。然而，實際的日常穿著環境是非常復雜的，尤其在室內外場景切換時（譬如夏季進出空調房），具有單一“冬暖”或“夏涼”的衣物由于只能提供一種場景的舒適度，無法適應復雜場景，更有甚者會導致人體受涼生病，其適應性差大大限制了實際應用。因此，為了能夠在復雜環境下最大限度地保持人體舒適度，亟需設計和開發在高溫時加速體表熱量和濕度釋放，低溫時又能保持體表溫暖濕潤的自適應智能織物。

圖1. 雙面協同智能Janus織物的溫度自適應控濕調溫示意圖。

  鑒于此，香港中文大學（深圳）理工學院朱世平和張祺團隊提出了“可逆單向導濕二極管”的概念，即利用兩種具有相反刺激響應特性的溫敏高分子通過單面噴涂-原位交聯的方法整理到棉織物的正反兩面，構建具有雙面協同性能的智能織物，實現溫度變化下可逆的單向導濕與熱對流調節。高溫時（40 ℃），織物內層疏水外層親水，汗液通過不對稱表面能梯度快速由內向外傳輸并在外層鋪展，加速蒸發，與傳統棉織物相比，蒸發速率提高50 %，溫度降低1.2-2.3 ℃。而在低溫時（10 ℃），織物內層親水外層疏水，同時內層高分子吸濕膨脹導致孔隙降低，減緩對流傳熱，使濕度和熱量保持在體側，比較棉織物包裹時有更好的防驟冷效果（延長120秒冷卻時間和最高3.3 ℃保暖效果）。

圖2. 智能Janus織物的合成方法（a-b）和表征（c-g）。

  該團隊將整理有LCST型高分子聚2-(2-甲氧基乙氧基)甲基丙烯酸乙酯 (PMEO2MA)的一面作為織物內層（靠近皮膚的一層），將整理了UCST型高分子聚磺基甜菜堿 (PDMAPS)的一面作為外層。值得注意的是，兩種高分子具有相近的相轉變溫度（26 ~ 27 ℃），且具有較好的生物相容性。此外，在單面噴涂高分子之前，織物進行了雙鍵硅烷偶聯劑的預處理，一方面使織物基底疏水化防止汗液在織物內部滯留，另一方面引入的雙鍵與后續的高分子原位交聯形成共價結合，提高整理劑牢度。該方法為設計環境適應性控濕調溫織物提供了新思路，同時在基于紡織品的智能膜材料領域也具有潛在應用。

圖3. 雙面協同智能Janus織物的單向導濕機理（a-b）和溫度自適應控濕調溫效果（c-e為高溫效果，f-h為低溫效果）。

  該研究成果“Reversible Water Transportation Diode: Temperature-Adaptive Smart Janus Textile for Moisture/Thermal Management”近期發表在Advanced Functional Materials，論文第一作者為香港中文大學（深圳）理工學院王元豐博士，通訊作者為香港中文大學（深圳）理工學院張祺助理教授和朱世平教授。

  論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adfm.201907851