基于光子工程的辐射冷却电子纺织品：用于自供电传感和体温调节

《Advanced Fiber Materials》：Photonic-Engineered Radiative Cooling E-Textiles for Self-Powered Sensing and Thermoregulation

电子纺织品作为柔性电子平台，其多功能性常受限于多层结构对舒适性和稳定性的影响。本研究提出辐射冷却三端电纺织（RCTT），通过光子工程结构设计实现自供电传感与热管理双重功能。材料经静电纺丝复合、TiO?纳米耦合、氟硅烷化及液态金属合金化制备，兼具328 mW/m2的高能量密度（5100次循环）和96%红外发射率，在日间实现2.0°C和78.5 W/m2降温效能，同时保持超拉伸性、超疏水性和透气性。这为户外应用的自供电多功能可穿戴电子提供了创新解决方案。

　　

摘要

由于电子纺织品的优异可穿戴性，它们已成为柔性电子产品的关键平台。然而，实现多功能性通常需要堆叠各种功能组件，这会降低舒适度和界面稳定性。在这里，我们介绍了一种辐射冷却摩擦电纺织品（RCTT），该纺织品通过光子工程结构设计同时实现了自供电传感和个人热管理功能。该纺织品是通过电纺聚苯乙烯-丁烯-聚苯乙烯（SEBS）/聚乙二醇（F127）复合材料制成的，随后进行TiO₂纳米粒子耦合、氟硅烷化和液态金属合金化处理。所得RCTT的功率密度为328 mW·m^?2，在5100次循环后仍能保持性能稳定，使其能够作为能量收集器和运动传感器用于人体监测。通过工程化的光子设计，该纺织品的太阳反射率为92%，红外发射率为96%。这使得在晴朗和多云条件下，温度分别可以降低2.0°C和1.1°C，相应的日间冷却功率为78.5 W·m^?2。此外，该材料还保持了超强延展性、超疏水性以及优异的空气/水分透过性，同时具备出色的机械稳定性。这种集成方法代表了多功能可穿戴电子技术的重大进步，为开发具有更高热舒适性的自供电纺织品提供了可行的策略，适用于户外应用。

图形摘要