为了实现高性能的个人热管理（PTM），需要解决以下三个问题：首先，由于其应用场景是在户外环境，因此必须表现出可穿戴特性，如可折叠性、机械强度和透气性；其次，对于纺织品而言，其制备过程必须简单且可扩展至规模化生产；最后，得到的热调织物应该不依赖于外部能量（如电场、磁场、机械应力等）。

近日，中国科学院苏州纳米所研究团队设计了一款可连续制备、适合人体穿着的气凝胶功能化纺织品被动热调节器（AT-PTR），其可以在不同环境下对人体的热量流动方向进行调节。

研究人员设计的AT-PTR由两个光学耦合层组成：由氧化硅气凝胶功能化P(VdF-HFP)纳米纤维制成的冷却层、由碳纳米管改性棉织物（CNT@cotton）组成的加热层。这种由天然微米级尺寸纤维和柔性聚合物纳米纤维组成的纺织品不仅具有优良的可裁剪性、力学强度，而且可以实现有效的防风透湿。炎热条件下可带走人体的汗液，寒冷环境下能防止热对流带走人体热量，从而实现目前许多类似的Janus织物难以达到的效果。

该研究所制备的AT-PTR材料冷却层具有高达94%的太阳反射率和96%的红外发射率，在炎热的夏季可产生低于环境温度12.7 °C的冷却效果；加热层的太阳能吸收率达到95%，在寒冷的冬季实现了23.2 °C的升温效果。

研究人员在乌鲁木齐、吐鲁番库木塔格沙漠以及苏州等地不同时间段进行了系列实验，结果表明，AT-PTR具有优异的被动热调节性能。此外，传热模型分析结果也证实了这一点，在夏季，棉织物覆盖的皮肤和裸露的皮肤分别需要271和345W/m²的额外冷却功率，而AT-PTR可以在不需要额外冷却功率的情况下散热。在冬季，被棉织物覆盖的皮肤和裸露的皮肤分别需要21和54W/m²的额外加热功率，而AT-PTR可以在没有额外加热功率的情况下吸收热量。理论计算和实验结果都证实了AT-PTR在室外环境中被动热管理的可行性。

对于一些户外运动爱好者来说，尤其是在高海拔地区活动时，服装的防风性和透湿性是非常重要的。AT-PTR的水蒸气透过率为3788g/（m²·24h），与商品化的天然纤维织物相当，远高于某些化纤织物，具有优异的防风透气性。通过将冷却侧和加热侧缝合到白色棉衬衫上，由志愿者穿着测试，发现冷却表面始终保持在27.5°C左右，而加热表面在5min内迅速达到45°C。这些结果验证了AT-PTR仅通过逆翻转提供增强PTM的有效性。