Metalized polyamide heterostructure as a moisture-responsive actuator for multimodal adaptive personal heat management

材料科学 热舒适性 可穿戴计算机 计算机科学 机械工程 环境科学 嵌入式系统 工程类 气象学 物理
作者
Xiuqiang Li,Boran Ma,Jingyuan Dai,Chenxi Sui,Divya Pande,David R. Smith,L. Catherine Brinson,Po‐Chun Hsu
出处
期刊:Science Advances [American Association for the Advancement of Science (AAAS)]
卷期号:7 (51) 被引量:77
标识
DOI:10.1126/sciadv.abj7906
摘要

Personal thermal management textile/wearable is an effective strategy to expand the indoor temperature setpoint range to reduce a building’s energy consumption. Usually, textiles/wearables that were engineered for controlling conduction, convection, radiation, or sweat evaporation have been developed separately. Here, we demonstrate a multimodal adaptive wearable with moisture-responsive flaps composed of a nylon/metal heterostructure, which can simultaneously regulate convection, sweat evaporation, and mid-infrared emission to accomplish large and rapid heat transfer tuning in response to human perspiration vapor. We show that the metal layer not only plays a crucial role in low-emissivity radiative heating but also enhances the bimorph actuation performance. The multimodal adaptive mechanism expands the thermal comfort zone by 30.7 and 20.7% more than traditional static textiles and single-modal adaptive wearables without any electricity and energy input, making it a promising design paradigm for personal heat management.
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