近期,我院生态染整技术研究室余圆圆副教授、王强教授团队在Chemical Engineering Journal期刊上发表了题为“Excellent durability and multifunctional textiles with dual-mode evaporative and radiative cooling enabled by in-situ growth of SiO2and electrostatic network coating”的研究成果,23级硕士研究生张露璇为论文第一作者(//doi.org/10.1016/j.cej.2025.168259)。本研究设计了一种基于棉织物的新型辐射/蒸发双模式冷却纺织品(Janus RC@Cotton)。首先,在棉纤维表面原位生长SiO2粒子和喷涂PTFE,制备具有双窗口辐射制冷功能的SiO2@Cotton。然后,在此基础上,利用聚乙烯亚胺(PEI)/植酸(PA)静电网络在SiO2@Cotton辐射制冷织物的不同侧构建不对称的润湿性,使其具有优异的单向导湿效果,提升织物的吸湿排汗性能,增强蒸发制冷效果,进一步提升织物的降温能力(图1)。另外,静电涂层网络还赋予了多功能织物优异的耐久性(图2)和高效的抗菌性能。

图1 Janus RC@Cotton制备流程示意图

图2 a)静电网络涂层形成机理;b)静电网络涂层对SiO2粒子牢度的影响
结果表明,在室内,潮湿状态下的Janus RC@Cotton比干燥状态温度下降了6.6 ℃。Janus RC@Cotton相比于未处理棉织物最大能实现9 ℃的降温。在室外,Janus RC@Cotton相比于未处理棉织物最大能实现8 ℃的降温。在皮肤出汗的条件下,Janus RC@Cotton可以实现优异的亚环境冷却(8.3 ℃)。Janus RC@Cotton具有优异的耐久性,在40次洗涤后仍然保持10 ℃左右的降温效果。同时,静电涂层网络赋予了织物高效的抗菌性能,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率达到99.9%。

图3 Janus RC@Cotton作用机制示意图

图4Janus RC@Cotton室外降温效果