[发明专利]一种可穿戴MnO2

说明书

本发明属于复合膜材料技术领域，涉及制备可穿戴人体热管理复合膜材料，尤其涉及一种可穿戴MnO₂纳米线杂化膜，具有叠层结构，所述杂化膜由β‑MnO₂纳米片/α‑MnO₂纳米线、α‑MnO₂纳米线和Ag/α‑MnO₂纳米线有序交织而成，所述β‑MnO₂纳米片/α‑MnO₂纳米线具有花状多孔结构和较低的红外反射率，β‑MnO₂纳米片的厚度为10～25 nm。本发明所制得材料一面光滑和另一面粗糙的表面，具有不对称红外辐射性能，其组成和结构可控，兼具抗菌性能和透气性能和不对称红外辐射性能，膜的厚度在微米级，具有较好的柔韧性，可用于精准人体热管理。本发明还公开了所述杂化膜的合成方法，其操作简单，有望工业化，它的研究和应用具有潜在的经济价值和社会效益，在民用和军事领域都有较好的应用前景。

技术领域

本发明属于复合膜材料技术领域，涉及制备可穿戴人体热管理复合膜材料，尤其涉及一种可穿戴MnO₂纳米线杂化膜及其制备方法。

背景技术

随着国民经济的快速发展，空调和地暖等控温设备广泛地应用于日常生活中。尽管这些设备能够有效地调节温度，但普遍存在着能耗大、安全隐患和环境污染等问题。为了解决上述问题，我国倡导开发新能源(太阳能、风能、潮汐能等)，以缓解不可再生能源的消耗。然而，新能源技术存在成本高和能量转化率低等缺点。因此，开发新型材料替代能源的材料并提高能源利用率已成为研究的热点。最近，热管理技术如智能窗得到研究者的广泛关注，但是大部分智能窗吸收的能量加热在空间及非人体上，造成能量的损失。为了更有效的实现人体热管理，制备高性能热管理膜材料以实现“精准人体热管理”具有重要的应用价值和意义。

根据斯忒藩-玻尔兹曼定律，材料的辐射功率与发射率成正比。因此，可以通过改变材料的发射率实现人体热管理。材料的红外发射率与其组分和表面结构有关，通过调变材料的微结构和组分，可实现材料的辐射功率的调控。MnO₂纳米线杂化膜是种性能优越的层状无机功能材料，其表面形成的多孔结构增加了表面粗糙度，通过改变反应条件调控表面粗糙度，能够减弱红外的反射从而增加红外漫反射和发射，这有利于将人体辐射发射出去实现降温效果。相反，纳米金属涂层表面比较光滑，具有较高的红外反射率，构筑金属涂层有利于人体辐射返回到人体达到保温效果。因此，通过对MnO₂纳米线膜表面结构设计，制备可穿戴 MnO₂纳米线杂化膜材料，可实现“精准人体热管理”。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的一个目的是公开一种可穿戴MnO₂纳米线杂化膜。

技术方案：

一种可穿戴MnO₂纳米线杂化膜，具有叠层结构，所述杂化膜由β-MnO₂纳米片/α-MnO₂纳米线、α-MnO₂纳米线和Ag/α-MnO₂纳米线有序交织而成。

本发明较优公开例中，所述β-MnO₂纳米片/α-MnO₂纳米线具有花状多孔结构和较低的红外反射率，β-MnO₂纳米片的厚度为10～25nm。

本发明较优公开例中，所述可穿戴MnO₂纳米线杂化膜中α-MnO₂纳米线含量低于20wt％，纳米线的长度不低于100μm。

本发明较优公开例中，所述Ag/α-MnO₂纳米线中银涂层厚度为50～80nm，具有较低的红外发射率。

本发明的另外一个目的，在于公开了上述可穿戴MnO₂纳米线杂化膜的制备方法，包括如下步骤：