在冬天的户外活动中，服装的保暖性和柔韧性至关重要。柔性可穿戴加热器在维持人体保暖舒适性方面发挥着关键作用。现有的柔性可穿戴加热器大多需要依靠外部电源供电，能量转换效率较低，造成能源浪费的同时，还会影响加热效果和使用时长。部分加热器还缺乏有效的温度反馈机制，无法实时监测温度，导致使用者无法方便快捷地获取温度信息，从而引起由于局部温度过高而导致皮肤烫伤等安全问题。此外，既保证柔性可穿戴加热器具有良好的柔韧性以适应人体的各种动作和姿势，又确保其在长期使用和反复拉伸、弯曲过程中保持性能稳定和结构完整仍存在挑战。

图 1 光热变色织物制备工艺及应用

图 3 辐照条件对光热变色纤维的光热转换性能的影响

  随着PDA@PANI纳米颗粒含量的增加，PDA@PANI光热纤维逐渐由浅绿色变为墨绿色；暴露在模拟太阳光下的光热材料面积逐渐增大，宏观上表现为PDA@PANI光热纤维温度的升高。即使 PDA@PANI纳米颗粒含量为0.5 wt.%时，PDA@PANI光热纤维与TPU纤维的温差仍可达到15 ℃，其K/S值仅为0.49（浅色纺织品的K/S范围为0.1-0.5），证明PDA@PANI光热纤维具有浅色性和高效的光热转换性能（图 2）。

图 4 光热变色纤维的可逆变色性能

  基于PDA/PANI 纳米粒子的显著的光热转换性能，在模拟太阳光辐照下，光热变色纤维的表面温度随之变化，从而触发其可逆变色行为。随着辐照时间的延长，光热变色纤维的K/S值急剧下降；经辐照60 s后，其K/S值从3.5降低到0.7，表明色深发生明显降低，间接说明此时光热变色纤维系统中由光吸收剂光热转换而产生的热量高于温敏变色染料发生变色所需的热量（图 4）；关闭光源后，伴随着光热转换作用的减弱，光热变色纤维能够快速地从白色变回原始的红色，表明其具有灵敏且高光学对比度的可逆变色性能。因此，通过建立辐照条件-表面温度-颜色之间的响应关系，能够实现对光热变色纤维温度的实时监测。

图 6 光热变色织物的应用

  为了更直观地探究光热变色纤维在防寒保暖中的应用，将其织造成光热变色弹性织物作为可穿戴加热器穿戴在小熊身上（图 6）。在600 W m^-2的模拟太阳光下辐照600 s，小熊身上的光热变色弹性织物呈现显著的光热转换性能，平衡温度达75.7 ℃（环境温度，22.3 ℃），最大温升为53.4 ℃。同时，光热变色弹性织物依然保持灵敏且高光学对比度的可逆变色性能；光热变色弹性织物维持良好的可拉伸性能，伸长率可达300%；揭示了通过湿法纺丝法制备光热变色纤维的可行性，以及光热变色弹性织物在温度可视化纺织品和可穿戴加热器等领域的应用。

  原文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s42114-024-00994-4