气候变化引发的环境参数在时空维度上的持续波动直接影响人体热舒适性，并导致多种健康风险增加。传统辐射冷却（RC）纺织品虽能实现零能耗降温，但静态光学特性无法适应动态环境变化（季节更迭、昼夜交替引发的温度、辐射通量、对流及湿度波动），导致由冷却供需失配引发的过热或过冷等次生问题，难以满足全天候、自适应热调节需求。

  近日，东华大学王宏志教授、侯成义研究员团队提出了一种动态响应、环境自适应的超织物（DREAM），通过在梯度多孔结构中集成辐射冷却与相变热缓冲机制，实现了“采集-存储-释放”的闭环冷却能量管理。DREAM具备高太阳反射率（≈95.6%）和中红外发射率（≈95.4%），白天可实现高达19.6°C的降温，夜间减少84%的温度波动，展现出卓越的机械强度、透气性、耐洗性和耐久性。相关成果以“Self-Adaptive Metafabric Enabling Thermal Rectification and Radiative–Phase Change Energy Cycling for All-Weather Thermal Regulation”为题，发表在Advanced Functional Materials上，东华大学博士生韦伟为论文第一作者，东华大学王宏志教授、侯成义研究员、香港城市大学博士后吴波为论文的共同通讯作者。

1. DREAM热管理概念设计与优势

  DREAM采用空气/冰双模板法构建梯度孔隙结构：微观孔层（平均孔径6.1μm）与宏观孔层（平均孔径71.3μm）形成热导率差异，诱导热流定向传导，从而在高温环境下有效抑制对流热输入。相较于传统纺织品与普通RC织物，DREAM在动态环境中表现出显著的自适应优势，其日夜循环的能量管理机制可显著提升热舒适性。

图1. DREAM热管理概念与优势：A) 传统纺织品、传统RC纺织品与DREAM在动态环境下的自适应热管理能力对比示意图。B) DREAM的结构设计，梯度多孔结构引导热流定向传输。C) DREAM构建的“日释夜储”冷却能量循环网络示意图。D) DREAM的一维能量传输模型分析。

2. DREAM的光谱特性与表征

  DREAM在0.25–15μm波段同时具备高反射与高发射；PCMCs的引入进一步增强Mie散射效应与红外发射能力。随厚度增至400μm，光学性能趋于稳定，梯度结构和微宏观孔层间的相对厚度并不削弱整体光谱表现。

图2. DREAM的光谱特性与表征：A) DREAM实现基于WPU/BaSO?的冷却能量采集与基于WPU/PCMCs的能量存储示意图。B) PPBS（含PCMCs）与PBS（不含PCMCs）在0.25–15 μm波段的反射率与发射率。C) PPBS的FTIR光谱。D,E) 不同厚度DREAM的太阳反射率与中红外发射率。F) DREAM的顶视图与截面数码照片。G) DREAM的SEM图像，包括表面、截面、宏观孔层与微观孔层。

3. DREAM的定向热传导性能

  热传导测试揭示其显著的热不对称性：从微观孔层向宏观孔层方向的有效热导系数比反向高出59%。热台测试与红外成像进一步验证了定向热管理能力；在相变阶段，PCMCs的吸热行为可有效延缓温升，数值模拟与实验结果相互印证，支持其在实际应用中的有效性。

图3. DREAM的热传导性能：A) 热流在密孔层与疏孔层之间定向传导的示意图。B) 热传导测量系统示意图。C) PPBS、PBS和棉织物在热台上的红外图像。D) 样品表面实时温度变化。E) PBS（无PCMCs）截面的红外图像，左疏右密。F) PPBS（有PCMCs）截面的红外图像，左疏下右密下。G,H) 梯度多孔结构在两种热流方向下的2D与3D有限元热传导模拟。

4. DREAM户外热调控性能测试及应用

  户外实测连续监测24 h显示：DREAM白天平均降温6.8°C，夜间仅较环境低0.5°C，显著优于普通RC织物的白天3.9°C与夜间过冷3.2°C。其白天净冷却功率最高可达124.4 W m?2；夜间依托相变放热调节冷却输出，实现按需调控。在实际应用测试中，无论是在晴朗或多云条件下，DREAM均可在无额外冷却功耗的情况下实现优异的人体降温效果，模拟皮肤温度最大降低19.6°C；穿着试验与建筑模型覆盖实验共同证明其在个人热管理与建筑节能中的潜力。

图4. DREAM的冷却性能直接热分析：A) 上海户外实验现场照片。B) 测量装置示意图。C) 测试日的气象数据。D) 24小时连续温度监测。E) PPBS与PBS的温度波动范围。F,I) 日间与夜间PPBS、PBS与环境温差。G,J) PBS在日间与夜间的净冷却功率理论计算。H,K) PPBS在日间与夜间的净冷却功率理论计算（含PCMCs贡献）。

图5. DREAM的实际应用：A,D) 晴朗与多云天气下模拟皮肤覆盖不同织物的温度变化。B,E) 模拟皮肤与各织物的温差。C,F) 各条件下平均温度对比。G) 志愿者穿着PPBS与棉织物在阳光下的红外图像与照片。H) 对应温度曲线。I) PPBS与商用白色涂层覆盖木屋模型的对比。J) 对应温度数据。

5. DREAM可穿戴性能测试

  DREAM兼具舒适性与耐久性：透气率达72 mm s^-1，水蒸气传输率高、机械强度优异；经1000次拉伸与20次机洗后光学性能几乎无衰减，并具有突出的抗紫外老化能力，展现出良好的实际应用前景。

图6. DREAM的穿着性能：A) 透气性测试。B) 水蒸气传输率。C) 拉伸强度。D) 1000次拉伸循环后的机械性能。E,F) 机洗20次前后的太阳反射率与中红外发射率。

  该研究通过材料-结构-功能协同设计，成功开发出具有热整流与辐射-相变协同调控能力的自适应织物，为下一代可穿戴与建筑一体化热管理技术提供了新范式。未来研究将聚焦于规模化生产工艺，推动其实际应用。

  原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202515535