极端天气频发和建筑空调能耗增加，使面向人体局部微环境调控的个人热管理纺织品受到广泛关注。相比整体空间控温，直接调节人体-织物微环境更节能，也更适用于户外温差变化场景。然而，现有热管理织物多以单一降温或保暖功能为主，难以根据环境变化实现双向调节。因此，开发兼具被动辐射制冷与太阳光热加热功能的可切换纺织材料具有重要意义。
近日，我院智能纺织新材料研究室殷允杰教授团队，通过刮涂与喷涂相结合的简便工艺，成功制备了一种双模式Janus热管理棉织物（DJTC）。该织物一侧为多孔SiO2@TPU辐射制冷层，另一侧为MXene@PDMS光热加热层，利用两侧相反的太阳光响应和红外辐射特性，可通过简单翻转实现制冷模式与加热模式切换，为动态户外条件下的节能型个人热管理提供了新的材料设计思路。
图1 DJTC的结构设计及双模式热管理机制
该研究采用非溶剂诱导相分离方法在棉织物一侧构筑多孔SiO2@TPU复合涂层。SiO2微球和多孔TPU基体形成丰富的光散射界面，可有效提升织物对太阳光的反射能力；同时，SiO2和TPU中的红外活性基团有助于增强中红外发射，促进人体热辐射向外释放。织物另一侧通过喷涂二维MXene纳米片并引入PDMS保护层形成光热加热表面，MXene赋予织物强太阳吸收和高效光热转换能力，PDMS则提升了表面疏水性和涂层稳定性。
图2 DJTC的制备过程及两侧结构结构表征
性能测试表明，DJTC制冷侧太阳反射率达到93.2%，中红外发射率达到91.3%，在1个太阳光照强度下较原始棉织物实现约5 ℃的降温效果；
图3 DJTC的光学性能及辐射制冷性能
加热侧太阳吸收率达到94.3%，在模拟1个太阳光照射下较原始棉织物升温15.21 ℃。在室内人体热管理测试中，制冷侧朝外时可促进人体热量散失，加热侧朝外时可减少红外热辐射损失并实现局部保暖，验证了其双向热调控能力。
图4 DJTC的光热性能
研究团队进一步在江南大学纺织科学与工程学院楼顶开展户外测试。结果显示，在8:00至14:30的自然太阳辐照条件下，DJTC制冷侧相较原始棉织物平均降温约5.00 ℃，加热侧相较原始棉织物平均升温约11.16 ℃。并且通过模拟计算评估了风速对辐射制冷/光热效果的影响，为评价DJTC在不同气候环境下的潜在适用性提供依据。
图5D JTC的户外热管理性能
此外，该织物具有良好的可穿戴适用性和耐久性：断裂强力较原始棉织物提高34%，经过300次循环拉伸、300次摩擦循环和20次洗涤循环后仍保持稳定结构与光学性能，并表现出良好的疏水自清洁能力。
图6 DJTC的服用性能及耐久性
综上所述，该研究通过简便的刮涂-喷涂协同策略，在棉织物两侧构筑了具有相反光谱响应的Janus复合结构，实现了被动辐射制冷与太阳光热加热的一体化集成。该织物能够通过翻转方式适应冷热变化环境，并兼具机械稳定性、耐摩擦、耐洗涤、柔性、透气性和疏水自清洁性能。此项策略有望推动节能型个人热管理纺织品、智能可穿戴材料及户外热舒适调节装备的发展。
该研究工作以“A switchable Janus composite metafabric integrating passive radiative cooling and photothermal heating for personal thermal management”为题发表在《Composites Part B: Engineering》期刊，通讯作者为殷允杰教授，论文第一作者为2025级硕士研究生庄子恒，江南大学为唯一署名单位。
作者简介：
殷允杰：教授，博导，江南大学纺织科学与工程学院。主要从事智能纺织化学品及生态染整加工技术，纺织材料表面改性与功能化整理，新型纺织材料设计、加工与应用研究等方面研究。近年来，主持国家自然科学基金项目、江苏省自然科学面上项目、江苏省产学研前瞻性研究项目、中国博士后科学基金面上项目（一等）、江苏省博士后科学基金等省部级纵向项目7项，参与国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目多项，主持企业横向项目10余项。发表学术论文200余篇，其中SCI论文100余篇，参编国外专著3本，获得国家专利授权50余项，获得浙江省科技进步奖、中国纺织工业联合会科技进步奖、中国商业联合会科技进步8项，获得中国纺织工业联合会纺织教育教学成果奖2项。曾获挑战杯全国大学生创业计划大赛银奖及江苏省大学生创业计划大赛特等奖。主要合作企业为长三角区域的纺织印染、染料、助剂及设备企业，与多家企业开展产学研技术开发、技术服务以及研究生联合培养。
