在寒冷湿润环境中，传统防护纺织品往往面对严格挑战：为加强保温性而叠加的多层织物系统通常就义了透气性和舒服性，易因湿气积累导致人体热量流失，增长失温风险。尤其在极地科考、军事行动等极端场景中，汗液堆会议显著降低衣物绝缘机能，威胁使用者安全。现有规划（如分层服装系统或胶粘复合职能织物）难以两全轻量化、弹性、耐久性与湿热治理能力，亟需突破性技术解决这一矛盾。

东华大学朱美芳院士课题组成艳华钻研员、张新海副钻研员提出了创新性解决规划：通过背纬编织技术与原位发泡工艺结合，开发出拥有关孔结构的双层织物Foam-TEX。该织物在纤维表表形成大量关孔微球，同时构建梯度孔隙通路，实现0.039 W/(m·K)的超低导热系数（优于羊毛的0.055 W/(m·K)），以及＞4000 g/(m?·24h)的透湿率。其单向导湿指数高达1082%，可在维持体温的同时自动驱散汗液，并耐受-196 ℃至100 ℃极端温杜纂水洗拧绞，为极寒环境工作者提供自适应防护。有关论文以“Closed-Pore Engineering in Double-Layer Textiles for Adaptive Thermal and Moisture Management”为题，颁发在Advanced Materials上。

团队首先将聚酯棉纤维浸渍热膨胀微球（TEMs）浆料，经聚二甲基硅氧烷（PDMS）包覆形成预发泡纤维（图1d）。该纤维拉伸强度超300 MPa，合用于织造。随后通过剑杆织机将预发泡纤维与竹纤维交错成双层织物（图1e），再经180 ℃热处置触发微球膨胀，原位天生关孔结构（图1f）。微球直径从30 μm增至155 μm，形成静态空气层阻断热传导。整套工艺可规
；霾0.4米宽幅织物（图1g-i），与现有服装出产线兼容。

图1. Foam-TEX的造备与表征

Foam-TEX具备怪异的四向拉伸能力（图2a），可接受扭曲、卷折等形变（图2b）。经万次拉伸委顿测试，滞后效应可忽略（图2c）。关孔微球在180 ℃时达到最佳膨胀状态，使导热系数不变降至0.039 W/(m·K)（图2d-e）。其保温机造通过三沉作用实现：关孔截留气体抑造热传导（λg）、削减纤维间空地减弱对流（λconv），同时降低固相热传导（λs）（图2f）。

图2. Foam-TEX的服役性与保温机能

进行穿戴测试，穿戴Foam-TEX的假人表表温度（33.5 ℃）显著低于商用Gore-TEX（35.2 ℃）（图3a-c）。泡沫纤维的微纳结构与PDMS甲基赋予织物超疏水性（图3d），而分级孔隙则保险透气性——水蒸气可穿透织物冷凝（图3e），氨气扩散后能与盐酸形成白雾（图3f）。测试证实其透湿率＞4000 g/(m?·24h)，防风透湿等级达FZ/T 01149-2019尺度二级（图3g）。即便经历液氮（-196 ℃）、沸水（100 ℃）或机洗，保温机能仍维持不变（图3h）。

图3. Foam-TEX的穿戴机能测试

单向导湿测试批注：当发泡纤维层朝上时，汗液被急剧导向竹纤维层（图4a）
；竹纤维层朝上时则阻止水分表渗（图4b）。仿照出汗尝试中，Foam-TEX表表无液滴残留，而Gore-TEX出现显著积汗（图4c）。为进一步强化极寒防护，团队引入碳纤维开发Foam-Dual-TEX，在保留单向导湿能力的同时集成焦耳加热职能。仅需3 V电压，即便在-20 ℃环境中织物表表也能维持37 ℃舒服温度（图4d-e），且循环不变性优异（图4f）。

起源：高分子科学前沿