随着可穿戴设备与户外运动的普及，人体热湿管理愈发受到关注——传统的单功能织物要么只能保暖、要么只能散热，难以应对春、秋等昼夜温差显著场景下对”按需加热 / 按需降温”的动态需求。如何在不依赖外部能源的前提下，让一件衣物智能地在加热与冷却两种模式间自动切换，一直是个人热管理领域的难点。基于此，本文，中原工学院Bing Dai等在《ACS Applied Polymer Materials》期刊发表题为”Mimosa-Mimicking Adaptive Dual-Mode Thermal Management Device for Personal Moisture and Thermal Management”的研究论文。该工作受含羞草受刺激后叶片开合变形的启发，提出一种可穿戴的”含羞草仿生被动式热管理器件”（MTMD），通过单一湿响应开关智能切换加热与冷却组件，实现零能耗的人体热湿自适应管理。
此外，该 MTMD 由三部分协同构成：冷却组件为一面辐射制冷、一面单向输水的 Janus 真丝织物；加热组件为兼具光热转换、红外屏蔽与隔湿性能的柔性石墨烯薄膜；二者之间以一层改性的湿响应 Nafion 膜作为”开关”，可随湿度动态展平或卷曲，从而开启或关闭对应的加热 / 冷却功能。经真人穿着实验验证，相较于传统纯棉织物，该器件最大升温效果达 6.4 °C、最大降温效果达 2.9 °C，且可在 14–26 °C 的宽温区内稳定工作。本研究从仿生学角度提出了一种被动式、零能耗的双模热管理新范式，借助含羞草式开关实现了加热与冷却组件的智能启停，在运动、春捂秋冻等显著温差场景的个人热湿管理中展现出突出潜力。
综上所述，本文受含羞草启发，提出一种可穿戴的被动式双模热管理器件（MTMD），通过”辐射 + 单向输水 Janus 真丝织物”冷却组件、”光热 / 红外屏蔽 / 隔湿柔性石墨烯薄膜”加热组件，以及一层改性的湿响应 Nafion 膜开关（随湿度动态展平 / 卷曲以启停两组件），实现了零能耗的人体热湿自适应管理。真人实验表明，相较传统纯棉织物，该器件最大升温 6.4 °C、最大降温 2.9 °C，可在 14–26 °C 宽温区工作，在运动与换季温差场景中颇具潜力。该工作为被动式个人热管理提供了仿生新范式，后续可在长期循环稳定性、规模化制备与多气候条件适配方面进一步探索。
文献：https://doi.org/10.1021/acsapm.6c03988
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