日前，鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院在輻射加熱與個(gè)人熱管理材料領(lǐng)域取得新進(jìn)展。相關(guān)成果以“Ti3C2Tx MXene-Decorated Nanoporous Polyethylene Textile for Passive and Active Personal Precision Heating”為題發(fā)表在材料領(lǐng)域頂級(jí)期刊《ACS Nano》上。2019級(jí)碩士研究生石夢(mèng)科為第一作者，王建峰副教授和王萬杰教授為共同通訊作者，鄭州大學(xué)為唯一通訊單位。

通過加熱供暖使人體溫度保持相對(duì)恒定對(duì)于人體熱舒適以及各種人體功能的正常運(yùn)行至關(guān)重要。目前，室內(nèi)供暖耗能約占全球能源消耗的47%。但傳統(tǒng)的加熱供暖形式（空調(diào)、集中供暖、燃煤取暖）能耗高且能源利用率低，大量能源浪費(fèi)在加熱無生命特征的空間和物體上，加劇了全球能源危機(jī)和氣候變暖。開發(fā)高效節(jié)能并能精準(zhǔn)加熱人體的供暖系統(tǒng)和材料對(duì)于緩解能源危機(jī)和氣候變暖具有重要意義。本研究將具有紅外低發(fā)射率特性的Ti3C2Tx MXene修飾在納米多孔聚乙烯（nanoPE）織物表面，實(shí)現(xiàn)了零能耗的被動(dòng)輻射加熱模式、節(jié)能的太陽能加熱模式和補(bǔ)償型焦耳加熱模式的系統(tǒng)集成，展示了一種高效節(jié)能的全天候個(gè)人精準(zhǔn)加熱策略。厚度為12 μm的MXene/nanoPE復(fù)合織物在7-14 μm的紅外發(fā)射率僅為0.176，賦予其優(yōu)異的室內(nèi)被動(dòng)輻射加熱性能，與厚度為576 μm的傳統(tǒng)棉織物相比加熱溫度提高了4.9 ℃。同時(shí)，由于MXene具有較高的光熱轉(zhuǎn)換效率和電導(dǎo)率，MXene/nanoPE復(fù)合織物的室外光加熱溫度和電加熱溫度分別達(dá)到73.5 ℃和55 ℃（5V），且這三種加熱模式可以輕松切換或任意組合，使得MXene/nanoPE織物能夠在室內(nèi)/室外、白天/夜晚、晴天/陰天等多種場(chǎng)景下精準(zhǔn)加熱人體。此外，MXene/nanoPE織物還表現(xiàn)出優(yōu)異的可穿戴性能，包括機(jī)械強(qiáng)度、透氣性、防風(fēng)能力、阻燃性、電磁屏蔽、抗菌、速干等，展示了其在個(gè)人精準(zhǔn)熱管理領(lǐng)域的巨大應(yīng)用前景。

該研究得到國家自然科學(xué)基金、中國博士后特別資助/面上基金、河南省重點(diǎn)研發(fā)與推廣專項(xiàng)等項(xiàng)目資助。

全文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsnano.1c00903