可持续个人冷却技术加速成型 | 前沿动态

原文发表于《科技导报》2025年第17期科技新闻-前沿动态

可持续个人冷却技术加速成型

仿生多层纤维膜作为个人干燥与降温功能性纺织品的排汗与散热机制；左侧插图为取向排列的聚氨酯/氮化硼纳米晶纤维，右侧插图为分级纤维结构的横截面视图

（图片来源：东华大学官网）

全球变暖背景下，个人降温技术不只是“舒适”的问题。统计显示，2000—2019年，全球每年与热相关的死亡超48万例；而传统空调带来的能耗与排放又反过来加剧热风险，形成“越热越耗能、越耗能越变热”的回路。2025年8月28日，香港理工大学团队在《Sci‐ence》发表观点文章，提出一条更可持续的路径正在形成：以先进纺织材料为核心，叠加智能可穿戴与算法调控，围绕辐射、传导、对流与蒸发4种物理机制，构建轻量、灵活、低能耗的“穿戴式冷却系统”。

辐射：人体主要在中红外7~14μm波段散热。若织物同时“让人体热跑出去”（高8~13μm发射/透过）并“把太阳热挡回来”（0.3~2.5μm高反射），就能在不耗电的情况下更凉爽。典型例子是纳米多孔聚乙烯（nanoPE），模拟皮肤测试显示，相比棉布可降2.0~2.7℃；“metafabric（超构织物）”在户外实测可比商用棉布低约4.8℃。

传导：把热“导走”或“挡住”。在常见炎热环境，可在纤维里加入高导热填料（如氮化硼）快速带走皮肤热；在极端高温工况，则用强绝热结构（如气凝胶纤维）阻断外界热量“灌入”。

对流+蒸发：让衣服“会呼吸”。通过孔隙结构和定向导汗微结构，把汗液快速引到衣物外侧并蒸发，同时维持空气流通，避免“又闷又湿”导致散热失效。正在兴起的方向包括可水洗的电渗系统，用极低电压主动把汗液跨织物泵走，维持皮肤干爽与面料通气。

真正的“可持续个人降温”还需要感知与算法。可穿戴传感器可实时采集体温、汗量、心率、湿度与压力水平，AI模型据此预测个体化冷却需求，只在“感到不适”的瞬间精准触发，避免过度制冷；同时把纤维直径/形状、孔隙率、厚度以及导热率、发射率、反射率等参数作为多目标优化变量，面向不同温湿度与活动强度，自动生成“全天候配置”。在供能侧，服装可耦合摩擦电/压电/热电/湿度电等能量收集单元，从人体运动、温差与湿度梯度“攒电”，甚至利用高反射/高发射的纳米颗粒织物实现热电联用，为低功耗主动降温“续航”。

（来源：综合《Science》《Advanced Functional Materials》）

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