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　　通过干喷湿纺技术制备SiO2包覆的纳米封装相变材料，用于提升莱赛尔纤维的持久调温性能

　　成功合成了封装效率高达65.9%的基于SiO2的NEPCMs。尺寸为300–450?nm的均匀纳米级NEPCMs，有助于实现纤维的稳定整合。在15%的质量分数下，这类调温纤维的潜热可达15.3?J/g。该调温纤维具有出色的热循环稳定性及耐洗涤性。还能产生显著的热缓冲效果

　　尺寸为300–450?nm的均匀纳米级NEPCMs，有助于实现纤维的稳定整合。

　　工业化进程导致高温事件频发，这大大增加了人们面临热应激的风险，尤其是那些长期处于高温环境中的人[1]。此类环境可能引发包括中暑和脱水在内的严重健康问题，甚至危及生命[2]。传统纺织品主要注重机械防护和美观，其在温度调节方面的功能十分有限，因此无法满足人们对个人温度管理日益增长的需求。在此背景下，能够动态调节温度并维持稳定微环境的柔性多功能纺织品越来越受到关注[3]、[4]。

　　相变材料因能在相变过程中储存和释放潜热，被视为用于调温纺织品的极具前景的材料之一。目前，大多数研究都集中在提升温度缓冲性能或增强极端条件下的隔热效果上[5]。然而，由于存在耐用性差、相变材料易泄漏以及与可规模化纤维加工技术不兼容等固有缺陷，这些材料的实际应用仍受到极大限制[6]。在现有策略中，有人尝试通过制备空心相变纤维来将相变材料直接融入纺织结构中[7]，但这种方法存在结构不稳定、反复热循环时易泄漏以及纺丝工艺复杂且成本高昂等问题[8]。将相变材料封装在微米或纳米级壳层中，已被证明是减少泄漏并提升材料稳定性的有效方法[9]。在纺织系统中，这些微胶囊通常通过表面涂层或混入纺丝原液的方式引入[10]、[11]。尽管表面涂层方法较为简单，但由于界面粘附性差，容易导致涂层脱落、热性能快速下降以及织物弹性降低[12]。相比之下，将封装好的相变材料混入纤维中虽能带来持久的功能性，但这种方法也存在一个根本性的矛盾：为达到有效的温度调节效果而提高相变材料在纤维中的含量，往往会引发颗粒团聚、喷丝孔堵塞以及纤维机械性能下降，从而严重限制了其实际应用前景[13]。高能量存储能力与可纺性/耐用性之间的这种矛盾，至今仍未得到有效解决，仍是亟需克服的关键瓶颈。

　　在各类相变材料中，烷烃基材料因其可调控的相变温度和优异的化学稳定性而尤为引人注目[14]。尤其是正十八烷，其相变温度接近人体适宜温度范围，且潜热值很高，非常适合用于可穿戴式温度调节产品[15]、[16]。不过，由于其固有的固液相变特性，如果不进行有效封装，就会出现泄漏问题[17]。在这方面，二氧化硅壳层相比传统有机壳层具有明显优势，它拥有坚固的无机结构，既能防止泄漏，又能适应相变过程中的体积变化，同时还具备更强的热稳定性，足以承受纤维纺丝过程中的各种条件[18]。

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　　莱赛尔纤维是一种通过N-甲基吗啉-N-氧化物溶剂纺丝法制成的可持续再生纤维素材料，它具有出色的机械强度、透气性，且适合湿法纺丝工艺[19]、[20]。人们已经做了大量努力，试图对莱赛尔纤维进行功能化处理，以用于制造抗菌、阻燃及防辐射等功能的纺织品[21]、[22]、[23]。然而，要将高含量的相变微胶囊融入莱赛尔纤维中仍然面临诸多挑战，因为过高的填充量往往会导致纤维机械性能下降，同时由于颗粒团聚和喷丝孔堵塞，还会使加工过程变得极为不稳定[24]。因此，开发一种既能实现高相变材料填充量、又能保证均匀分散且能使纤维结构稳定的策略，具有重要的科学意义和应用价值。

　　近期在被动式个人温度管理领域取得的进展表明，将相变材料融入可穿戴纺织品中，是一种无需外部能源输入即可提升温度舒适度的有效方法。多项最新综述指出，基于热能储存、热量传输调控以及多功能纤维设计的被动式温度管理纺织品发展迅速[25]。通过相变纤维、涂层织物、气凝胶基复合材料以及包括仿生相变复合材料在内的多种多功能温度管理材料，已经取得了显著进展，这些材料都能实现高效的温度调节功能[26]、[27]。然而，要同时实现高潜热存储容量、良好的机械强度、耐洗涤性以及与可规模化纤维纺丝工艺的兼容性，仍然是一个长期存在的难题，尤其是对于以再生纤维素为基质的相变纤维而言[28]。因此，研发出既能容纳纳米级封装相变材料，又能保持良好热性能和机械性能的再生纤维素纤维，依然具有很高的研究价值。

　　在本研究中，我们提出了一种协同设计策略，通过干喷湿纺工艺将高芯含量的二氧化硅壳层包裹的纳米级封装相变材料融入莱赛尔纤维中，以此应对上述挑战。这一策略的核心在于：通过高达65.9%的高封装效率来实现最大的潜热存储；借助坚固的二氧化硅壳层来确保材料的热稳定性和结构稳定性；同时通过精确控制的纺丝工艺来实现相变材料的均匀分散，进而保持纤维的完整性。由此得到的复合纤维兼具良好的潜热存储能力、热稳定性、机械性能以及耐洗涤性。这项工作为将纳米级封装相变材料引入再生纤维素纤维提供了有效方法，实现了热能存储与机械性能之间的良好平衡，也为设计出更耐用的调温纤维提供了重要参考。

　　正硅酸乙酯（TEOS，纯度99%）购自上海麦克林生化科技有限公司；正十八烷（ODE，纯度99%）和十六烷基三甲基溴化铵（CTAB，纯度99%）购自上海碧德 Pharmaceutical Technology Co., Ltd.；氨水（NH

　　O，浓度25–28%）和乙醇（纯度99.9%）由国药集团化学试剂有限公司提供；科斯莫溶解浆料以及N-甲基吗啉-N-氧化物（NMMO，50%重量百分比的水溶液）则由武汉宏阳新材料有限公司提供。

　　如方案1所示，这类调温莱赛尔纤维是通过将基于二氧化硅的NEPCMs与干喷湿纺工艺相结合而制得的。首先，由正十八烷和十六烷基三甲基溴化铵组成的油相被乳化成稳定的液滴。与此同时，正硅酸乙酯在氨水的作用下发生水解和缩聚反应，生成含有硅醇基团的二氧化硅溶胶。随后，这些二氧化硅物质会在油水界面沉积并发生聚合反应，最终形成相应的纤维结构。

　　综上所述，通过优化正硅酸乙酯的用量，成功制备出了封装效率高达65.9%、粒径为300–450?nm的基于SiO

　　的NEPCMs-3。这些NEPCMs-3通过干喷湿纺工艺被引入莱赛尔纤维中，从而使纤维具备了潜热存储功能。虽然在这些纤维中观察到了热性能与机械性能之间的某种权衡关系，但纤维的熔融焓和结晶焓却更高。

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　　本研究得到了湖北省重点研发计划项目（项目编号：2022BAD009）、国家自然科学基金（项目编号：51504168）、武汉工业学院第17届研究生教育创新基金（项目编号：CX2025112）以及大学生创新创业训练计划项目（项目编号：DC20260096）的资助。

　　作者们衷心感谢湖北省重点研发计划项目（项目编号：2022BAD009）、国家自然科学基金（项目编号：51504168）、武汉工业学院第17届研究生教育创新基金（项目编号：CX2025112）以及大学生创新创业训练计划项目（项目编号：DC20260096）所提供的财政支持。

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