近年來，由于環境的不斷惡化，極端天氣事件出現越來越頻繁(例如全球極端高溫天氣)，這對人類的正常生活，特別是在特殊環境中工作的人們提出了巨大的挑戰。因此，個人防護裝備(PPE)在保護消防員、士兵、醫護人員等在惡劣環境中工作的人員方面發揮著不可或缺的作用。個人防護裝備可以防止病毒(如COVID-19)、火災以及物理和化學傷害。PPE可以有效降低在惡劣環境下的傷害風險，但同時也會造成人體透濕性的降低，嚴重限制汗液的蒸發和人體的散熱。由于穿著PPE的人員在工作過程中會大量出汗，容易在PPE內部的皮膚表面積累汗液，不易蒸發，增加熱應激和不適感。當在高溫環境下長時間的工作，最終會導致細菌滋生、肌肉痙攣、電解質紊亂、中暑甚至死亡。
擁有一個舒適的熱環境不僅是人類正常生活不可缺少的需求，而且對人體健康起著至關重要的作用。而高熱、高濕環境會造成工作人員的生理和心理問題，如不舒服感、人體健康風險等，進而對工作積極性、勞動生產率和社會經濟產生負面影響。
一般來說，人體散熱的途徑有四種:輻射、對流、傳導和蒸發。因此，許多專注于設計制備具有輻射性能、蒸發性能和導熱性能的制冷紡織品用于個人熱管理(PTM)的技術已經得到了快速發展。然而，目前大多數制備得到的功能服裝主要適用于戶外個人熱管理或常規人群，而不適用于需要在惡劣環境下穿著防護服工作的特殊工作人群，如士兵、消防員、醫護人員等。因此，基于PTM的排汗吸濕制冷服裝的開發制備技術鮮有報道。
近日，在此背景下，蘇州大學紡織與服裝工程學院李戰雄教授課題組、新加坡南洋理工大學電氣與電子工程學院魏磊教授課題組和新加坡國立大學材料科學與工程學院Tan Swee Ching(陳瑞深)教授課題組提出了一個新概念，通過將超吸濕、抗菌和防污性能集成到一個可穿戴制冷服裝中，實現長期個人的人體熱管理的效果。具體來說，設計了一種由超吸濕性摻鈣鹽的聚4-苯乙烯磺酸鈉膜(Ca-PSS)和超疏水性Zn基MOF織物組成的類“三明治”結構，以實現在高溫環境下工作時人體排汗過程的冷卻、防污和抗菌能力。
Ca-PSS膜能夠迅速吸收人體皮膚上產生的汗液，可有效降低人體微環境中的濕度和溫度熱指數，進而表現出良好的降溫效果，從而防止人體脫水中暑，提高防護服內部微環境的熱舒適性。
值得注意的是，Ca-PSS膜/MOF可穿戴織物的三明治結構具有單向導濕的Janus特征，可以使汗液水汽單向透過織物并保留在內部的Ca-PSS膜的網絡中。這樣可以防止被吸收的汗液再次回流到皮膚表面。此外，超疏水MOF織物不僅能表現出優異的防污抗菌性能，還能進一步防止吸汗膜直接接觸皮膚引起的二次不適。
因此，多功能三明治結構超吸濕Ca-PSS/MOF可穿戴設備可以幫助那些需要穿著防護服在高溫環境中工作的人員(世界各地的消防員、士兵、醫護人員等)，顯著降低其防護服內部微環境中的濕度和熱指數，達到制冷舒適的效果。最后通過人體穿著制備的T恤和消防服模擬實驗證明，所制備的T恤能夠通過高效的排汗蒸發制冷緩解人體的熱應力，提高舒適性，同時具有優異的抗菌和防污性能。
