蓬松“人造棉”新材料可储放热量又防潮 有望用于极寒户外服装

这项研究由中国科学院的张世辉、张志华、史全等人团队完成，他们制备出一种被称为“相变纤维气凝胶”（phase-change fiber aerogel，简称 PCFA）的轻质柔性材料。 这种材料由疏水性（拒水）高分子纤维构成，同时在纤维内部均匀分布了微小胶囊状的相变烃类物质，可被加工成类似棉团的蓬松形态，或制备成平整织物片材。

在较低温度环境下，这些相变烃分子的结构使纤维相互靠拢、紧密结合，从而“锁住”热量，实现储热效果。 当温度升高至约26.2摄氏度这一转变点时，相变烃结构发生变化，纤维骨架打开，原本储存的热量被释放出来，实现对人体周围微环境温度的动态调节。

在实验中，研究人员使用尺寸约为15厘米×20厘米的材料样品进行了性能测试，将其与同样尺寸的棉织物样品进行对比。 结果显示，在高湿环境中，新材料样品几乎不吸收水蒸气或水滴，而棉织物样品则明显吸湿；在冷热转换条件下，PCFA 材料能够随环境温度在储热和放热状态之间切换，符合设计预期。

团队还进行了实际模拟穿着的保暖测试，将一只手包裹在PCFA织物中，另一只手包裹在相同厚度的棉织物中，并置于零下25摄氏度的低温环境中进行对比。 实验结果表明，在这种极寒条件下，包裹PCFA材料的手比包裹普通棉织物的手明显更暖，显示出新材料优异的保温性能。

耐用性方面，研究人员对该材料进行了多次水洗测试，在经历20个洗涤循环后，新材料几乎不出现纤维脱落，并仍保持了原有的蓬松外观。 更重要的是，其保温性能仅有轻微衰减，仍保留约97%的“锁热”能力，说明该材料在日常使用和清洗条件下具备良好的稳定性。

实验还表明，这种相变纤维气凝胶具有较好的柔韧性，可在被包裹在不断弯曲的手指上时仍保持结构完整，不会出现明显开裂或断裂。 这一特性意味着，如果未来被应用于服装或手套等可穿戴产品，材料能够适应人体频繁运动而不易损坏。

研究团队表示，随着进一步的优化和工程化开发，这一新型蓬松合成纤维材料有望用于极寒环境下的户外服装、手套及其他保暖装备，为寒区作业和户外运动提供兼顾舒适、防潮与保暖的全新面料选择。 相关成果论文已发表于期刊《ACS Energy Letters》，并由美国化学会对外发布研究进展。