近日，南京林業(yè)大學研究團隊報道了一種既可降溫又可保暖的雙模式熱管理纖維織物。該織物由偏氟乙烯－六氟丙烯共聚物（PVDF-HFP）和聚吡咯（PPy）兩種有機聚合物組成，制備工藝簡單并可實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。

相關研究將靜電紡絲工藝和原位氧化聚合相結合，首先，利用靜電紡絲工藝制備具有開放多孔結構的PVDF-HFP纖維膜；然后在PVDF-HFP纖維膜的一面先后噴涂Fe³⁺溶液和吡咯溶液，經(jīng)氧化聚合后生成PPy，即可獲得雙模式熱管理纖維織物。觀察纖維膜的微觀結構可以看出，PVDF-HFP面的纖維結構較為疏松，呈高度開放的三維多孔網(wǎng)絡；而PPy面則呈現(xiàn)相對緊密的纖維結構，且纖維直徑均有所增大。

微觀結構的差異導致纖維膜兩側的光學性質(zhì)相差甚遠。PVDF-HFP面的太陽光吸收率很低，可通過米氏散射作用高效地反射大部分太陽光；同時，由于其中存在—CF₂和—CF₃等基團，具有較高的中紅外發(fā)射率。而PPy面由于高度開放的多孔結構受到破壞，對太陽光的吸收率較高。應用雙模式纖維膜的理論對制冷功率和理論加熱功率進行計算，結果表明纖維膜的理論制冷功率可以達到83 W/m²，而理論加熱功率則高達873 W/m²。

為驗證該織物在室外環(huán)境中的熱舒適效果，研究人員進行了相關測試。結果表明，在850 W/m²的太陽光照強度下，纖維膜的PVDF-HFP面可以實現(xiàn)4.5℃左右的降溫效果，而PPy面可以實現(xiàn)35.8℃左右的加熱效果。進一步將該織物覆蓋在人體皮膚表面，分別于冬季的陰天和晴天測試其室外人體熱管理性能。結果表明，雙模式纖維膜呈現(xiàn)出優(yōu)異的輻射制冷和保暖效果。

相關研究為雙模式熱管理材料的發(fā)展提供了新思路，除應用于人體熱管理外，未來還有望應用于建筑節(jié)能、戶外精密儀器保護等領域。