近年来，由于环境的不断恶化，极端天气事件出现越来越频繁(例如全球极端高温天气)，这对人类的正常生活，特别是在特殊环境中工作的人们提出了巨大的挑战。因此，个人防护装备(PPE)在保护消防员、士兵、医护人员等在恶劣环境中工作的人员方面发挥着不可或缺的作用。个人防护装备可以防止病毒(如COVID-19)、火灾以及物理和化学伤害。PPE可以有效降低在恶劣环境下的伤害风险，但同时也会造成人体透湿性的降低，严重限制汗液的蒸发和人体的散热。由于穿着PPE的人员在工作过程中会大量出汗，容易在PPE内部的皮肤表面积累汗液，不易蒸发，增加热应激和不适感。当在高温环境下长时间的工作，最终会导致细菌滋生、肌肉痉挛、电解质紊乱、中暑甚至死亡。
拥有一个舒适的热环境不仅是人类正常生活不可缺少的需求，而且对人体健康起着至关重要的作用。而高热、高湿环境会造成工作人员的生理和心理问题，如不舒服感、人体健康风险等，进而对工作积极性、劳动生产率和社会经济产生负面影响。
一般来说，人体散热的途径有四种:辐射、对流、传导和蒸发。因此，许多专注于设计制备具有辐射性能、蒸发性能和导热性能的制冷纺织品用于个人热管理(PTM)的技术已经得到了快速发展。然而，目前大多数制备得到的功能服装主要适用于户外个人热管理或常规人群，而不适用于需要在恶劣环境下穿着防护服工作的特殊工作人群，如士兵、消防员、医护人员等。因此，基于PTM的排汗吸湿制冷服装的开发制备技术鲜有报道。
近日，在此背景下，苏州大学纺织与服装工程学院李战雄教授课题组、新加坡南洋理工大学电气与电子工程学院魏磊教授课题组和新加坡国立大学材料科学与工程学院Tan Swee Ching(陈瑞深)教授课题组提出了一个新概念，通过将超吸湿、抗菌和防污性能集成到一个可穿戴制冷服装中，实现长期个人的人体热管理的效果。具体来说，设计了一种由超吸湿性掺钙盐的聚4-苯乙烯磺酸钠膜(Ca-PSS)和超疏水性Zn基MOF织物组成的类“三明治”结构，以实现在高温环境下工作时人体排汗过程的冷却、防污和抗菌能力。
Ca-PSS膜能够迅速吸收人体皮肤上产生的汗液，可有效降低人体微环境中的湿度和温度热指数，进而表现出良好的降温效果，从而防止人体脱水中暑，提高防护服内部微环境的热舒适性。
值得注意的是，Ca-PSS膜/MOF可穿戴织物的三明治结构具有单向导湿的Janus特征，可以使汗液水汽单向透过织物并保留在内部的Ca-PSS膜的网络中。这样可以防止被吸收的汗液再次回流到皮肤表面。此外，超疏水MOF织物不仅能表现出优异的防污抗菌性能，还能进一步防止吸汗膜直接接触皮肤引起的二次不适。
因此，多功能三明治结构超吸湿Ca-PSS/MOF可穿戴设备可以帮助那些需要穿着防护服在高温环境中工作的人员(世界各地的消防员、士兵、医护人员等)，显著降低其防护服内部微环境中的湿度和热指数，达到制冷舒适的效果。最后通过人体穿着制备的T恤和消防服模拟实验证明，所制备的T恤能够通过高效的排汗蒸发制冷缓解人体的热应力，提高舒适性，同时具有优异的抗菌和防污性能。
原文链接：一种在高温环境下超吸湿制冷、防污和抗菌，用于人体热管理的多功能服装-全球纺织网资讯中心 (tnc.com.cn)
