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辐射制冷织物的制备及其多功能应用进展
冯李楠,王康康,苏未寅,张如范
被动日间辐射制冷(Passive Daytime Radiative Cooling,PDRC)织物基于其零能耗、零排放、高效能及环境友好的特性,在实现人体高效降温方面具有显著的应用潜力。该织物通过高太阳反射率阻隔外部热量输入,并利用大气窗口波段的高红外发射率将人体热量以辐射形式直接传递至外太空,最终实现高效降温。系统综述PDRC织物的基本原理、光谱设计、材料分类、制备技术、性能评价体系及多功能集成趋势,并分析性能平衡、耐久性及规模化挑战。最后,展望其向智能化、绿色化与产业化方向发展,为可持续个人热管理材料的开发提供科学参考与应用前景。
竞技泳衣设计的生物力学与运动生理学机制
特尔格林1 ,刘静2 ,刘莉1*
从生物力学与运动生理学视角,系统综述了不同泳姿的运动学与动力学特征、水阻组成、姿态控制机制及其与肌肉参与模式和关节负荷的关系,重点分析了竞技泳衣分区压缩结构在姿态稳定、减阻调控与动作路径引导中的作用机理,并总结了其对运动经济性、神经肌肉控制、肌肉振动抑制及疲劳调节的影响。现有研究表明,竞技泳衣的性能提升并非主要源于材料表面减阻,而是通过分区压缩与方向性结构调控人体姿态稳定性、关节力矩分配与动作一致性,从而在水动力性能与代谢成本之间建立有利耦合,其核心机制可概括为“结构—动作—生理响应”的协同优化。在此基础上,文章归纳了竞技泳衣在多尺度仿真、数据驱动设计、智能传感及成衣结构工程等方面的发展方向,指出未来竞技泳衣将沿着机制驱动的系统集成化与个性化方向发展,由被动减阻装备向具备动作调控与智能反馈能力的工程系统演进。
具有稳定电响应的 PAM/PVA/PDA@rGO 复合水凝胶传感器的制备及在人体运动监测与人机交互中的应用
巫再兴,陈澄,杨野,李萌,董兵海*
针对当前柔性应变传感器在人体运动监测与人机交互应用中存在的信号线性度差、重复性低、抗疲劳性能不足等问题,采用一锅自由基聚合法制备了聚丙烯酰胺/聚乙烯醇/聚多巴胺修饰还原氧化石墨烯(PAM/PVA/PDA@rGO)复合导电水凝胶传感器。在该水凝胶传感器中,PVA链与PAM网络形成动态氢键,PDA@rGO作为多功能物理交联点,显著提升力学性能,其韧性最高达1 522.55 kJ· m-3、杨氏模量高达13.72 kPa,在0%~300%应变范围内灵敏度最高可达6.25,响应与恢复时间分别为105 ms与90 ms,经500次拉伸循环测试仍保持信号稳定。该传感器可有效监测身体各处关节运动以及吞咽、脸颊形变等微小生理活动。同时,将其与机器学习结合构建人机交互系统,可实时驱动机械手复现动作,对9种不同手势的识别准确率达99.47%。
用于高效水蒸发的织物基蒸发器的研究进展
陈凯丽,孟家光,余灵婕,支超*
新兴的太阳能界面蒸发(SIE)技术是解决全球淡水危机的可持续方案。实现高效稳定的蒸发性能需兼顾水传输、热管理与耐盐性三大要素。然而,现有蒸发器难以同时具备高蒸发速率、良好耐盐性及规模化制备能力。织物基材料因其独特的纤维结构赋予其卓越的毛细输水能力,可保障持续供水并促进盐分自发扩散,从而显著提升耐盐性能;同时,织物材料本身具有良好的柔性和成熟的量产工艺,为大规模应用提供了可能。文章综述了织物基太阳能蒸发器的最新研究进展,重点讨论其工作机理、制备方式及不同应用领域的拓展,并分析了织物基太阳能蒸发器当前面临的挑战和未来发展方向,旨在为下一代高效、可规模化应用的太阳能水蒸发系统设计提供参考。
辐射制冷织物的制备及其多功能应用进展
冯李楠,王康康,苏未寅,张如范
被动日间辐射制冷(Passive Daytime Radiative Cooling,PDRC)织物基于其零能耗、零排放、高效能及环境友好的特性,在实现人体高效降温方面具有显著的应用潜力。该织物通过高太阳反射率阻隔外部热量输入,并利用大气窗口波段的高红外发射率将人体热量以辐射形式直接传递至外太空,最终实现高效降温。系统综述PDRC织物的基本原理、光谱设计、材料分类、制备技术、性能评价体系及多功能集成趋势,并分析性能平衡、耐久性及规模化挑战。最后,展望其向智能化、绿色化与产业化方向发展,为可持续个人热管理材料的开发提供科学参考与应用前景。
竞技泳衣设计的生物力学与运动生理学机制
特尔格林1 ,刘静2 ,刘莉1*
从生物力学与运动生理学视角,系统综述了不同泳姿的运动学与动力学特征、水阻组成、姿态控制机制及其与肌肉参与模式和关节负荷的关系,重点分析了竞技泳衣分区压缩结构在姿态稳定、减阻调控与动作路径引导中的作用机理,并总结了其对运动经济性、神经肌肉控制、肌肉振动抑制及疲劳调节的影响。现有研究表明,竞技泳衣的性能提升并非主要源于材料表面减阻,而是通过分区压缩与方向性结构调控人体姿态稳定性、关节力矩分配与动作一致性,从而在水动力性能与代谢成本之间建立有利耦合,其核心机制可概括为“结构—动作—生理响应”的协同优化。在此基础上,文章归纳了竞技泳衣在多尺度仿真、数据驱动设计、智能传感及成衣结构工程等方面的发展方向,指出未来竞技泳衣将沿着机制驱动的系统集成化与个性化方向发展,由被动减阻装备向具备动作调控与智能反馈能力的工程系统演进。
步态识别智能护膝的制备及其在关节康复训练中的应用
卢 妍1 ,李 哲1 ,刘英存1 ,夏 敏1 ,李 杰2 ,方 剑1*
随着智能可穿戴产品不断涌现,兼顾舒适性与智能性的服装越来越受消费者喜爱。智能传感设备与服装相结合,可以极大地发挥智能性、舒适性和质轻性等特点,从而广泛应用于人体监测、医疗康复及运动竞技等领域。将锦纶、导电银纱线和氨纶进行编织,制备了一种弹性电容型纱线应变传感器,并将其成功集成到运动护膝中。通过合理布局传感器区域,确保传感器准确地感知人体运动,实现了具有高灵敏度和稳定性的多区域应变传感智能护膝的设计与制备。收集人体异常步态运动数据,采用高效的运动特征提取和机器学习算法对数据进行分析与识别,最终成功构建了智能关节损伤康复辅助训练系统,为康复训练领域带来了新的发展机遇。
芋突结构织物制备及其服用性能研究
许多1,2,陈泽1,刘可帅1,方剑2,徐卫林1
受芋头结构启发,针对传统织物呈二维平面结构,难以大量负载功能材料的问题,通过对其进行热湿定型处理形成不同尺寸的多维“芋突结构织物”,并与未处理的二维结构织物进行表观结构和服用性能比较。进一步采用超声缝合方式将具有保暖特性的功能材料封装至多维芋突结构织物的内部空间中,制备负载大量保暖功能材料的“芋突包埋织物”,并对其保暖性能进行测试。结果表明:经热湿定型处理后多维芋突结构织物具有良好的保型性,在力学性能基本保持不变的前提下,透气性和透湿性提高,手感风格有所改变;所制备的芋突包埋织物的保暖材料负载体积可达到1260 cm3/m2,相较未处理的二维织物保暖性能显著提升。

摘要(
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