體溫相對恒定是維持人體正常生命、活動的重要條件之一，而服裝則在調節人體體溫、保持人體熱舒適度方面發揮著重要作用。那么，在晝夜溫差極大或生存環境惡劣的地區，能否開發一種如宇航服般使人體保持在舒適溫度范圍內的日常可穿戴體溫調節服裝？這是一個人們不斷追求但又極具挑戰性的目標。
不久前，南開大學化學學院教授陳永勝、劉永勝，材料科學與工程學院教授馬儒軍科研團隊在該領域實現突破性進展。相關成果在國際頂級期刊《科學》在線發表。
在研究中，團隊設計和制備了一種柔性且可持續的個人體溫調節衣物系統。該系統能夠根據各種極端復雜的環境溫度變化快速響應，通過柔性太陽能器件，將太陽光的能量用于驅動高效的電卡熱管理器件，使人體熱舒適區從22攝氏度~28攝氏度，擴展到12.5攝氏度~37.6攝氏度，同時能耗低、效率高，只需12小時的太陽光能量輸入，便可實現 24 小時可控和雙模式體溫調節，具有很強的自適應能力。
柔性可穿戴主動性太陽能熱管理系統工作原理圖 課題組供圖
近年來，雖然人們已開發出許多體溫調節系統，但是由于能耗較高、效率較低等問題，在沒有額外能量輸入的情況下，無法長時間運轉，其有限的能量供應，不能支撐全天候和自持續的熱管理調節。
“如果可以實現在太陽下制冷，在黑夜里保暖，并且可以利用無限和無處不在的太陽能來實現上述全天候和自持續的人體熱管理，我們人類的生存空間將獲得極大的擴展。”陳永勝說。
基于前期在柔性太陽能、電卡以及熱管理等方面取得的已有進展，團隊設計制備了柔性太陽能電池模塊和柔性電卡熱管理模塊，并將兩者有機地集成起來，制成了一種新型的柔性可穿戴的主動性太陽能熱管理系統，從而實現了雙向主動的人體熱管理，使人體在太陽光（高溫）下實現降溫，在黑暗（低溫）中實現保暖，人體可以生活的環境溫度區間獲得了三倍以上的提升。
同時，這種新型太陽能熱管理系統還可以充分發揮有機太陽能電池和電卡熱管理器件的柔性特征，將其集成使用于適宜人類穿著的衣物上，既智能又不會影響皮膚的穿著體驗。
陳永勝表示：“我們將繼續努力，通過研究，進一步優化提升其性能，為綠色能源的更好利用以及提高人類在極地、太空等極端惡劣環境中的生存能力作出更多的貢獻。”
