Janus织物的定向排汗功能可促进个人温湿度管理 ( J. Colloid Interface Sci., 2023, 651, 841-848)

        Janus织物的定向排汗技术在促进个人温湿度管理用于保证最佳舒适状态方面已经吸引研究者们的广泛关注。然而在剧烈的体育锻炼过程中，过多的出汗在织物毛细孔道饱和状态下将会导致织物失去其排汗能力。为解决这一问题，这份工作利用多巴胺沉积技术和单面喷涂聚二甲基硅氧烷(PDMS)技术制备得到一种光热Janus织物，这种光热织物可以通过Janus结构和光致蒸发效果实现过多汗液的持续定向移除。在户外运动光照下，我们制备的光热Janus织物展现出增强的蒸发速率，大约为传统Janus织物的两倍（约为1.143 ± 0.027 kg m-2 h-1），可以实现剧烈运动中高的排汗速率。更重要的是，光热Janus织物在工作时可以保证皮肤侧处的温度处于人体正常温度范围，防止剧烈运动中的失温现象。

光热Janus织物可以利用亲水层的光热蒸发能力实现皮肤侧汗液的快速持续单向传递并保证皮肤侧的干爽状态。

图1：(a) 光热Janus织物的制备过程；(b) 光热Janus织物的照片；(c) 传统Janus织物的温湿度管理示意图；(d) 光热Janus织物的温湿度管理示意图；(e) 传统Janus织物和(f) 光热Janus织物在光照下排汗的对比。

  光热Janus织物呈现有液滴的定向传递，表现为液滴可以从疏水侧定向传递至亲水侧，而无法反方向传递。同时在逆重力传递时存在有饱和现象，但置于光照下，传递继续发生。

图2：(a) 光热Janus织物的液滴单向传递现象；(b) 光热Janus织物的液滴传递机理；(c) 液滴在光照下和黑暗中的传递。

  光热Janus织物相较于传统Janus织物呈现出优异的光热蒸发性能和液滴单向传递能力，可以保证皮肤侧的干爽状态和维持人体的正常温度。

图3：(a) 光热Janus织物不同沉积时间下的吸光度；(b) 不同沉积时间下光热Janus织物的蒸发速率；(c) 光热Janus织物和非光热Janus织物在光照下和黑暗中的单向传递速率；(d) 光热Janus织物和非光热Janus织物在光照下皮肤侧的温湿度变化过程。

  在实际运动过程中，人体皮肤侧和空气侧的温湿度表明光热Janus织物可以实现皮肤侧的干爽状态并保证人体正常温度。

图4：实际运动过程中温湿度变化情况。

  相关成果以“Photothermal Janus Fabrics Enabling Persistent Directional Sweat-Wicking in Personal Wet-Thermal Management”为题发表在Journal of Colloid and Interface Science上。论文的第一作者为博士研究生李凯，通讯作者为浙江大学高分子科学与工程学系徐志康教授。该项工作得到了国家自然科学基金和广东省基础与应用基础研究基金的资助。