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混合薄膜、泡沫涂料、人造木材、响应水凝胶、智能窗户和其他形式的“空调”材料已经在减少能耗和碳排放量等方面显示出广阔的应用前景。其中，具有热调节能力的纺织品由于可以灵活调节皮肤附近微气候，解决个人舒适度问题而受到人们广泛关注。然而，面对复杂的生活环境，织物只具有简单的热管理是不够的，人体表皮的湿度管理同样重要。
近日，香港中文大学（深圳）朱世平教授和张祺教授报道了一种具有温度响应性的Janus纺织品，该纺织品具有可逆的单向水传输和自适应的热管理功能。如图1所示，由于该织物在同一温度下具有两侧亲疏水性不同的特性，因此在高温下，水从疏水侧（LCST）传输到亲水侧（UCST），以加快水汽蒸发并达到局部降温的效果；而低温下，内部的亲水侧（LCST）可以有效的保留水分和热量，以保持体表的温度和湿度。图1、DB-Janus织物的湿度、温度管理工作机理图具体来说，作者是将具有LCST的聚[甲基丙烯酸2-（2-甲氧基乙氧基）乙氧基乙酯]（PMEO2MA）和具有UCST的聚[N，N二甲基（甲基丙烯酰基乙基）丙烷磺酸铵]（PDMAPS）分别通过喷涂、原位聚合的方法引入到棉织物的两面（如图2所示）。
图2、a）智能DB-Janus织物的制备过程；b）单根棉纤维的原位聚合、交联反应的示意图；c）初始棉纤维d）DB-棉纤维e）DB-Janus纤维PMEO2MA侧f）DB-Janus纤维PDMAPS侧的SEM图；g）初始棉纤维、DB-棉纤维、DB-Janus棉纤维的FTIR。为了研究水的单向输运能力，作者在不同温度下降水滴（5μL）滴到DB-Janus织物两侧（如图3所示）。鉴于DB-Janus织物两侧协同的润湿传递性，可在高温、低温下实现可切换的单向水传输。图3、通过在a）40 ℃的PMEO2MA侧，b）40 ℃的PDMAPS侧，c）10 oC的PDMAPS侧和d）10 ℃的PMEO2MA侧滴一滴水（5 µL），研究DB-Janus织物上可逆的单向水传输行为。e-h）定量显示对应于a-d）的润湿直径变化。此外，作者通过静态水接触角（WCA）的测定来检测织物两侧的润湿性（如图4所示）。通过实验，明显可以观测到：在高温下，PMEO2MA侧疏水，PDMAPS侧亲水。也正是织物两侧亲疏水性梯度决定了水的输运方向，同时提供内部输运的驱动力。图4、不同温度下，DB-Janus织物不同侧面的水接触角（WCA）的变化：40 ℃下，a） PMEO2MA一侧显示疏水性，垂直渗透且无铺展，b）PDMAPS一侧显示亲水性，水立即铺开，c）描述了40℃下的水传输机理。在10 ℃时，d）PMEO2MA一侧变为亲水，立即有水扩散，而e）PDMAPS一侧变为疏水性，垂直渗水且无扩散；f）描述了10 ℃时的水传输机理。g）和h）分别显示了40℃和10 ℃下WCA的定量变化；i）显示了DB-PMEO2MA和DB-PDMAPS样品（分别用PMEO2MA和PDMAPS分别处理过的DB-棉织物）在40至10°C的交替温度下的循环WCA切换；水滴沉积10秒钟后测量WCA值。如图5所示，在聚合物网络体积变化的过程中也会导致织物不同侧面的孔径变化。高温下，水从内侧的PMEO2MA侧输送到外侧的PDMAPS侧，外部吸水溶胀，导致从内向外孔径分布变窄。而在低温时，内侧变得亲水并吸水膨胀，从外向内孔径变窄，从而进一步防止水向外移动。图5、DB-Janus织物在湿度和热量管理方面的性能：a）基于可逆的润湿梯度和孔径变化的水分和热量管理机制；b）DB-Janus织物内部的水滴驱动力的示意图；c，d）比较环境温度为40°C的DB-Janus织物，裸棉织物，裸Janus织物和DB-棉织物之间的水蒸发速度和表面温度；e）上述样品在高温下的热/湿管理性能差异的解释；f）在干燥和湿润（含水量为10％）状态下裸棉和DB-Janus棉的保温性能比较；g）不同含水量的裸棉织物和DB-Janus织物的透气性；h）在热和冷环境中孔径变化的机理示意图。这类新型的可逆二极管液体输运Janus纺织品的设计有望应用于分离、破乳或微流体等方面。https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201907851声明：仅代表作者个人观点，作者水平有限，如有不科学之处，请在下方留言指正！
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