在-20℃的严寒中，只需照射12秒，衣物表面温度即可迅速升至40℃。即使经过反复洗涤和摩擦，蓄热性能仍保持稳定。局部物理治疗的精确温度控制也可以通过热敷来实现……这些以前依赖复杂电子设备的“智能加热”功能，将来只需一块布即可轻松实现。近日，天津大学冯伟教授团队受盐碱土壤中植物“吸盐和分泌盐分”机制的启发，成功研制出一种集高效光热转换与优异力学性能于一体的分子太阳能热织物（MOST）。该研究成果发表在领先的材料科学期刊Advanced Materials上，为下一代可穿戴热管理技术开辟了新道路。如何协同提高机械和热学性能MOST织物的管理性能一直是个人热管理领域的中心问题。迄今为止描述的大多数织物经常面临着具有良好的光热和机械性能的问题。开发“高光热效率+可靠耐用”的热管理面料对于节约能源、减少排放、提高医疗舒适度具有重要意义。 △协同增强型分子太阳能组织系统设计示意图。研究小组受到中亚盐碱植物“蒺藜”的启发。这种耐盐植物能够通过“膨胀、吸盐、收缩、分泌盐和结晶”的动态循环来适应极端环境。他们的“溶剂介导的溶质传输控制结晶”的生物学机制为解决大多数材料和织物的界面适应问题提供了启发。研究人员使用霍尔以热塑性聚氨酯为基材制成低气凝胶纤维，并将其浸入特殊的偶氮苯/氯仿溶液中。纤维首先完全吸收溶液并膨胀。随后干燥时，偶氮苯分子从内部被挤出，在纤维表面形成一层致密、均匀的结晶“膜”，即偶氮苯的单晶层。这不仅在纤维内形成了更紧密的分子结构，而且赋予了纤维独特的光学和机械性能。通过这种仿生策略，组织可以同时协同提高光热性能和机械性能，打破组织性能“两者不可兼得”的困境。实验表明，这种新型面料表现出优异的热管理能力，在420nm蓝光下70秒内升温25.5℃，在-20℃模拟低温阳光下50秒内升温21.2℃。更不寻常的是，这种面料极其耐用勒。即使经过50次摩擦、500次拉伸弯曲和72小时的连续洗涤，光热性能保持率仍保持在90%以上，成功克服了常规MOST材料“易剥离”和“使用寿命短”的问题。此外，织物还可以通过调节光强来精确控制加热温度。可用于日常取暖，也可作为便携式理疗载体，为关节炎等疾病患者提供局部热敷。 “这项研究的核心是将自然生物体的适应机制转化为材料性能控制策略。”冯伟教授表示，这种仿生设计不仅为大规模生产MOST面料提供了新方法，而且在热管理面料的性能上实现了突破，未来可广泛应用于智能服装、医疗器械等领域。和户外防护装备，有利于个人热管理从“依赖外部能源供应”向“高效利用太阳能”转变和提高。