酷暑難耐，即便身著薄衣，人還沒動，汗先下來了。要是有一件衣服，能在大太陽底下自動吸熱，讓人始終感覺涼爽，是不是有點像科幻片？北京大學材料科學與工程學院教授鄒如強團隊，還真把這事做成了。相關成果日前發表于《自然·通訊》。

　　這背后的功臣，是一種叫“相變材料”的神奇物質。在智能穿戴與個人熱管理領域，相變材料被公認為革命性的熱管理解決方案。鄒如強表示：“簡單說，它就像藏在布料里的‘智能空調’：外界溫度高了，它就把熱量悄悄吞掉存起來；溫度降下來，它再把熱量慢慢吐出去。有了它，衣服成了一座可以自動調節溫度的微型氣候站。”

　　然而，這一技術從實驗室走向日常生活，長期受困于一個核心矛盾：若要追求高儲熱密度，材料往往機械性能脆弱、易泄漏且導熱性差；若為了結構穩定而犧牲儲熱能力，則又失去了調溫的實際意義。這一“性能權衡”難題，嚴重制約了可穿戴裝備的規模化應用。

　　研究團隊獨辟蹊徑，用一種精巧的辦法破解了這一難題。他們像蓋房子一樣，在微觀世界里給相變材料搭建了一個既結實又通透的“安樂窩”。“我們往材料里摻入微量的碳納米管，它細得如十萬分之一的頭發絲，卻能當‘鋼筋’撐起骨架，還能當‘高速路’讓熱量快速通過。同時，我們還構建了一種‘三維互穿聚合物網絡’，把那些負責吸熱放熱的相變小分子精準地約束其中——這樣，即便溫度升高，相變小分子熔化為液體趨向流動時，也會被籠子牢牢鎖住，一滴都漏不出來。”

　　這一招“四兩撥千斤”，效果驚人。研究團隊紡出來的相變纖維，儲熱能力幾乎拉滿，單位重量能吸收的熱量是同類材料頂尖水平。而且這纖維亦極為柔韌，拉伸至原長十五倍也不會斷裂。這種高性能纖維可直接兼容商用紡織設備，在剪裁、縫紉、織造等環節中無縫銜接，加工完好率超過98%，為產業化應用鋪平了道路。

　　鄒如強介紹，為驗證實際調溫效果，團隊還將相變纖維織造成衣，并進行了多場景真人穿戴測試。盛夏正午，穿上這件調溫馬甲，比普通聚酯纖維馬甲表面溫度可降低8℃，穿戴者反饋，“后背那種被烈日炙烤的灼熱感一掃而空，仿佛一直站在陰涼地里”。更值得一提的是，纖維經過了百余次循環融化—凝固的“極限疲勞測試”，儲熱能力幾乎沒降，依舊保持穩定。

　　“這套思路，不僅僅是造出一種新布料，更為下一代智能熱管理材料開辟了新路徑。”鄒如強表示，從為消防員打造隔熱的特種防護服，到為航天員構建舒適的艙內微氣候，再到幫助運動員在賽場上保持最佳狀態，甚至為建筑外墻披上一層能自主“呼吸”的節能皮膚——這項技術為高效、精準、自適應的熱能管理提供了堅實的材料基礎。它不僅是科學上的一小步，更對推動國家“雙碳”目標實現、提升人類在極端環境下的生存質量具有深遠價值。

【新知解碼】

什么是相變纖維

　　假設你從健身房出來，渾身發燙，便想立刻鉆進恒溫22℃的房間——相變纖維就像在皮膚周圍建了一個“隱形溫控艙”。

　　準確來說，作為相變材料之一，相變纖維是一種能夠感知溫度變化并自動調節熱量的智能材料。相變纖維的精髓是：不再靠厚厚的棉花把熱捂住，也不靠透氣孔把熱放掉，而是像海綿吸水一樣，把熱量“吸”進材料里儲存起來，冷了再“擠”出來。如何實現這一過程？早期多采用微膠囊技術，將相變物質包裹后嵌入纖維。而如今，以我國科學家最新突破為代表的前沿工藝——納米結構限域法，既實現了高效調溫，又從根源上杜絕了泄漏。如今，從航天服到戶外裝備，從嬰兒睡袋到節能窗簾，相變纖維正讓衣物從“被動保溫”升級為“主動控溫”的智能系統。

來源：光明日報

編輯：柯欣

審核：王汝霖

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