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我国科研人员设计新型层级织物兼顾热防护和热湿管理

文章来源：中国高新网更新时间：2023-02-17 15:23:09

2月15日，记者从武汉纺织大学获悉，该校省部共建纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室徐卫林院士团队受驼峰启发，通过层级复合结构和单向导湿织物设计，研发出一种具有仿驼峰结构的层级织物(HHF)，解决了长期以来个人热防护和热湿舒适管理难以兼容的难题。

武汉纺织大学供图

　　据介绍，上述相关研究成果日前在材料领域国际顶级期刊《先进功能材料》上发表。

　　防护服作为消防员在极端火灾环境中保障生命健康的重要屏障，因长时间高温环境及高强度工作，人体产生的大量汗液将直接影响个人的健康和工作效率。目前，市面上的商业防护面料往往致力于单一热防护性能提升，在热湿舒适方面缺乏有效调控。

　　因此，亟需开发一种既能阻挡外界极端热的入侵，又能通过汗液调控来缓解人体过热的防护服。

　　在自然界中，驼峰是骆驼独有的一种近乎完美的保护屏障，能够长时间避免骆驼受沙漠白天极端热环境的影响。

　　驼峰内部脂肪的隔热性可抑制外界热量的输入，同时，其周围分布的汗腺通过调节汗液流动方向，能避免骆驼进一步发生过热现象。得益于此，驼峰中自然形成的内部脂肪和汗腺集成功能，使得骆驼可以长期生存在炽热高温的沙漠地区。

　　徐卫林团队受驼峰结构启发，课题组通过热轧处理和超声波焊接，将阵列式隔热单元和异型芯吸通道整合在一起，设计了一种具有仿驼峰结构的层级织物。

　　与商用防护面料相比，该HHF的层级结构设计赋予了防护服面外方向超低的导热性，实现极端火灾环境中超高的热防护性能。同时，层级织物中耦合的异型芯吸通道赋予的单向导湿功能，可实现人体所需的热湿舒适性。模拟皮肤实验结果表明，该仿生消防织物在极端条件下(80℃)的底部温度和相对湿度，分别比传统消防服低20.6℃和13.6%。

　　据悉，上述研究成果主要用于在极端环境中，实现对人体防护的同时，解决人体对散热的需求，有望提升防护性能和工作效率。

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