HCAF和HCCAF纺织品的隔热和热管理性能

　　HCAF通过织布机织成的纺织品具有出色的染色性能和疏水功能（图2）。该工作在室温条件下测得HCAF的热导率低至0.048W/m*K，展现了其优异的隔热性能。与棉织物和过滤物相比，HCAF的隔热性能优势更加明显。此外，该工作将HCAF纺织品放置在热板以及含液氮的铜管上，HCAF纺织品在高温和极低温下均表现出了非常优异的隔热性能。同时，HCAF纺织品在洗涤10个循环后，其隔热性能保持在相对较高的水平，表明HCAF纺织品具有良好的可洗涤性能。总的来说，这些高度多孔的HCAF在极端条件下表现出优异的隔热性能。

图2. 彩色HCAF(a)、HCAF纺织品(b)和HCCAFs-1(c)纺织品的照片。(d)具有自清洁性能的HCAF纺织品上的彩色水滴，(e)放置在人手臂上的不同纺织品，(f)同一手臂在室温下的红外图像，显示棉纺织品、过滤织物和HCAF纺织品的不同隔热能力。(g-h)用于检测不同纺织品在高温和低温下的隔热性能的实验装置示意图。(i-j)不同纺织品在高温和低温下的相应温度变化。(k)对于不同温度的底板，不同纺织品表面和底板之间的温差(|ΔT|)。(l)动态隔热性能测量示意图。HCAF纺织品的台架温度和表面温度由两个热电偶记录。(m)HCAF纺织品的隔热稳定性。(n)HCAF纺织品的隔热机理示意图。

　　加入导电碳纳米管（CNTs）后，制备的HCCAF纺织品展现出在热管理和其他功能领域的潜在应用。在施加不同大小的电压后，HCCAF表现出了良好的热稳定性，其温度的升高与施加电压的大小成线性关系。当施加2V的电压50分钟时，HCCAFs-2纺织品表现出良好的热稳定性。因此，HCCAFs-2纺织品具有良好的焦耳加热可靠性和稳定性，这对于涉及热管理的应用非常重要。基于HCCAF优异的热管理性能，HCCAFs纺织品能与热电发电机耦合，实现高效可逆的储能转换或太阳能发电。与不含HCCAFs纺织品的热电发电机相比，HCCAFs纺织品耦合发电机展现出了更高的输出电压、电流及功率，并在10次充放电循环中保持稳定，这也表明了HCCAF纺织品耦合发电机适合于太阳能发电。

图3. (a)HCCAFs-2纺织品在不同工作电压下的温度曲线。(b)HCCAFs纺织品的饱和温度与电压平方的实验数据和线性拟合。(c)HCCAFs-2纺织品从0.5V到2.5V的加热循环曲线。(d)HCCAFs-2织物对逐步电压增加/降低的温度响应。(e)HCCAFs-2纺织品在2.0V下的长期温度-时间曲线。(f)HCCAFs纺织品与热电发电机耦合的示意图。(g-h)空白和HCCAFs耦合的发电机的温度、电压和电流强度。(i)空白和HCCAFs耦合发电机之间的电压、电流和功率输出。(j)10次充放电循环中HCCAFs耦合发电机的电压、电流和功率的稳定性。

　　HCCAFs纺织品的多功能传感和EMI屏蔽性能

　　智能HCCAFs纺织品的多孔结构和优异的导电性能也使其适用于多功能传感和EMI屏蔽的应用。该工作将HCCAFs纺织品连接到人体的不同部位来检测人体运动、生理反应（出汗）和呼吸等过程。此外，厚度为0.21mm的HCCAFs-2织物单层可以在8.2-12.4GHz范围内提供高达32dB的EMI屏蔽效果，这种纺织品优异的EMI屏蔽性能是由于入射的EMI微波撞击纺织品表面时，小部分微波被反射，而其余部分进入纺织品，由于HCCAFs纺织品的多孔结构和大的界面面积，其在气凝胶纤维中通过孔壁-基质界面多次反射后，它被衰减并作为热量耗散。即具有多孔结构的HCCAFs纺织品的导电性能使其具有优异的EMI屏蔽性能。

图4. (a-d)HCCAFs-2纺织品对膝盖弯曲、手腕弯曲、手指弯曲和呼吸的传感器响应。(e-g)HCCAFs-2纺织品对温度、湿度和水中盐的敏感性(h-j)HCCAFs-1和HCCAFs-2纺织品的EMI屏蔽效果。(k)HCCAFs纺织品的EMI屏蔽机制示意图。(l)HCCAFs纺织品与其他报道的气凝胶纤维和纺织品的综合性能比较。