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  材料的彈性模量往往隨溫度的升高而下降，能否設(shè)計出模量隨溫度升高而顯著增大的材料并用于功能織物方面？具有良好熱及機械適應性的智能紡織品在運動防護、消防救援和航空航天等領(lǐng)域中有望發(fā)揮著重要作用。然而，大多數(shù)報道的熱或機械自適應聚合物其較差的加工性和舒適性、響應時間過長制約了其應用。

  最近，東華大學張青紅/侯成義團隊設(shè)計并連續(xù)制備了具有皮芯結(jié)構(gòu)（商用纖維為芯/溫度敏感水凝膠為表皮）的熱響應纖維，該復合纖維表現(xiàn)出快速的機械適應性、良好的熱硬化性和隔熱性能。

  在本研究中，作者通過共價錨定網(wǎng)絡的構(gòu)建，解決了商業(yè)纖維與刺激響應水凝膠之間界面粘結(jié)性差的問題，從而成功地將水凝膠表皮均勻地涂覆在多種商業(yè)纖維上，實現(xiàn)了熱響應纖維的大規(guī)模連續(xù)制造（圖1和圖2），該方法具有普適性，對多種商業(yè)纖維均適用。疏水相互作用和離子鍵的協(xié)同作用使水凝膠皮層的拉伸強度(0.65 ~ 16 MPa)和彈性模量可隨溫度的變化而進行自動調(diào)節(jié)，因此制備的熱響應復合纖維兼具常溫下柔潤親膚和高溫下堅硬抗沖擊的特點（圖3和圖4）。此外，由于相分離和離子相互作用的吸熱效應，該智能纖維在高溫環(huán)境(65-95℃)可吸收一定的熱量，使體感溫度降低18~27℃，從而達到防止熱灼傷的效果（圖3和圖4）。該智能纖維有望用于運動防護裝備和隔熱防護服等領(lǐng)域。

  該工作以“Thermally responsive fibers for versatile thermoactivated protective fabrics”為題在線發(fā)表在國際知名期刊《Advanced Functional Materials》上。張青紅研究員和侯成義研究員為共同通訊作者，博士生孫川越為第一作者。

圖 1. 熱響應纖維的設(shè)計與熱響應效果展示

圖 2. 多種商用纖維與水凝膠皮層之間的牢固結(jié)合

圖 3 智能纖維熱響應性能

圖 4 熱響應智能織物的熱激活防護性能

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202211035