全天候被动辐射保暖织物的制备及性能表征

Preparation and performance characterization of all-weather passive radiation warming fabrics

摘要：

在寒冷的环境中维持人体体温非常重要，然而传统的空间供暖造成了巨大的能源浪费。被动式辐射保暖技术可以有效地节能及满足个人热舒适，在个人热管理中具有可观的应用前景。本文以棉织物为基材，采用聚多巴胺辅助金属沉积效应，在棉织物表面原位还原银纳米颗粒，制备了高效能被动辐射保暖棉织物。实验结果表明：改性后的棉织物对太阳光谱峰值的反射率由原来的73.54%降低到15.76%，对人体红外辐射的反射率提高到43.18%以上。在室内环境下，由于改性织物对人体红外的高反射，其内层温度较于普通棉织物提高1.1 ℃;在太阳光照射条件下，通过改性织物对太阳光谱的高吸收性，体感温度可提高约6 ℃。此外，改性后的棉织物仍具有良好的透气、透湿性和力学性能，因此该被动式辐射保暖织物有利于促进可持续性热湿管理纺织品的发展。

关键词：

个人热管理;辐射保暖;功能纺织品;棉织物;光热转换;户外纺织品

中图分类号：

TS101.923

文献标志码：

A

文章编号： 1001-7003（2024）11-0047-09

DOI： 10.3969/j.issn.1001-7003.2024.11.006

收稿日期：

20240322;

修回日期：

20240925

基金项目：

国家自然科学基金项目（12272149，11802104）;中国博士后科学基金项目（2023M741400）

作者简介：

李本辉（1999），男，硕士研究生，研究方向为功能纺织品设计。通信作者：苏旭中，副研究员，mfgucv@163.com。

由于气候变化，极端天气事件变得愈发频繁和剧烈，因此在寒冷的环境中保持稳定的体温对人体健康、舒适度和工作表现至关重要［1］。在室内，人们调节体温最常见的方式是利用传统的供暖设备，如空调、化石燃料等。但是这些方式的大部分能源都集中在广阔的空间和无生命的建筑物内部，造成了极大的能源浪费和环境污染。据统计，建筑空调的取暖/制冷系统的用电量约占全球室内总用电量的20%，而温室气体排放量占全球温室气体排放量的10%以上［2-3］。因此，设计和制备高效、绿色节能的保暖材料对能源可持续发展具有重要意义。

一般来说，人体主要通过热辐射、热对流和热传导三种途径向周围环境散热，以维持人体机能稳定。而在室内，辐射散热更是占到人体散热总量的60%［4］，所以可以通过纺织品的光学特性来调控热辐射，从而来维持人体热舒适。这种对人体周围微小环境调控进行局部热控制的方法被称为“个人热管理”，已经被证明是一种节能、有效的保暖方法［5-7］。在最近的研究中，贵金属被认为在面对人体辐射时是一种良好的反射体，如已有研究人员将银纳米颗粒通过“银镜反应”原位还原到纤维素表面制备Ag-NPs/CTIM，从而反射人体达到保暖的目的［8］。而由杜邦公司推出的Mylar毯子之所以具有出色

的保暖能力，其原因是在面对人体一侧涂有致密的金属层用来反射人体向外发出的热辐射［9］。上述保暖材料，虽然在原有材料基础上提高了对人体辐射的阻拦，但是在服用性能上尚存在不足，如Ag-NPs/CTIM力学性能无法满足日常穿着，而Mylar毯子的透气、透湿性能则远低于普通织物。此外，若在户外环境下，织物仅靠反射人体辐射不足以达到保暖效果，因此需要将太阳辐射这一绿色能源考虑到材料设计中，使保暖材料可以充分地吸收太阳辐射进行光热转换。

在各种贵金属材料中，银是一个很好的选择，因为它不仅具有很高的红外反射率，还具有出色的耐酸碱性、抗氧化稳定性［10］。但是纳米粒子本身对织物没有吸附力，难以固着在织物表面，导致与织物结合牢度差，织物的功能性无法长久保持，因此需要偶联剂来提高稳定性。在众多偶联剂中，聚多巴胺（PDA）因其特有的儿茶酚官能团，能够与基体材料表面形成牢固的共价键或非共价键（如氢键、范德华力等）的结合，这种结合方式赋予了PDA出色的吸附性能。正是这一独特性质，使得PDA在多种物质的表面处理中得以应用，并作为二次反应的理想平台。其次，PDA内部的酚羟基和吲哚基团对金属阳离子具有螯合能力，能在基体材料表面实现金属及金属氧化物的原位沉积，进而体现出一定的还原性质。此外，PDA涂层富含芳香环结构，这些结构能够有效吸收可见光及红外光谱范围内的光线，因而可广泛应用于光热材料领域［11］。因此，本文以PDA、硝酸银、葡萄糖为主要原料，采用PDA辅助银离子沉积的纳米工程技术，在棉织物表面均匀原位沉积银纳米颗粒，制备多模式的辐射加热保暖织物，并对其热管理性能进行研究。

1" 实" 验

1.1" 材料与仪器

1.1.1" 材" 料

织物：平方米质量110 g/m2商用纯棉平纹织物。试剂：盐酸、盐酸多巴胺、硝酸盐均为分析纯（上海阿拉丁生化科技股份有限公司），99%的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐、98%的氢氧化钠、28%的氨水（国药集团药业有限公司），实验室用水为去离子水（自制）。

1.1.2" 仪" 器

SU1510台式扫描电子显微镜、SDD型电制冷X射线能

谱仪（日本日立有限公司），Nicoletis10型傅里叶变换红外光谱仪、Thermo ESCALAB 250XI型X射线电子能谱仪（美国赛默飞世尔科技公司），D2 PHASER A26-X1-A2E0B2A0型X射线衍射仪（德国布鲁克有限公司），Lambda950紫外可见近红外分光光度计（美国铂金埃尔默公司），YET-640X型温度计（深圳恒源通科技有限公司），FLIR-E5-XT红外摄像机（美国菲力尔公司），SM206E-SPLAR型太阳功率计（深圳欣宝瑞仪器有限公司），UTM2203型万能试验机（深圳三思纵横科技股份有限公司），YG461E型织物透气量测试仪（武汉国量仪器有限公司）。

1.2" 制备流程

PDA-Ag-棉织物制备过程及反应机理如图1所示，主要分为以下步骤：棉织物前处理—多巴胺改性—化学镀银。

1.2.1" PDA改性棉织物的制备

首先配置5%NaOH溶液，将棉织物浸入到NaOH溶液中，在50 ℃下处理30 min，取出用去离子水冲洗至pH值中和，去除织物表面杂质。取120 mg三羟甲基氨基甲烷盐酸盐添加至100 mL去离子水当中配置缓冲溶液。配置不同质量分数的PDA-Tris溶液，分别为0.05%、0.1%、0.2%、0.5%，并调节溶液pH值至8.5。将处理好的织物浸入多巴胺溶液中（浴比1︰50），室温下均匀搅拌24 h后将织物取出，用去离子水洗净，自然晾干。根据PDA的质量分数，分别把PDA改性棉织物称为PDA-CF-0.5、PDA-CF-1.0、PDA-CF-2.0、PDA-CF-5.0。

1.2.2" 辐射保暖棉织物的制备

配置银氨溶液：配置100 mL不同质量分数的硝酸银溶液，分别为0.4%、0.8%、1.2%、1.6%，随后在硝酸银溶液中滴加氨水溶液直到溶液由浑浊变得澄清。将PDA改性棉织物浸入银氨溶液中，在水浴40 ℃条件下处理1 h。然后加入葡萄糖溶液处理30 min，完成纳米银粒子化学沉积。根据硝酸银溶液质量分数的不同，把镀银棉织物称为Ag-CF-4、Ag-CF-8、Ag-CF-12、Ag-CF-16。对于银纳米颗粒的负载量，则用质量增益百分比来表示，如下式所示。

mpg/%=mAgCF-mPDACFmPDACF×100（1）

式中：mpg为质量增益百分比，%;mAgCF为镀银棉织物质量，g;mPDACF为PDA改性棉织物质量，g。

1.3" 测试与表征

1.3.1" 表面形貌及元素组成测试

采用SU1510台式扫描电子显微镜观察改性织物的表面形貌。采用SDD型电制冷X射线能谱仪在扫描电镜上对改性织物表面的元素分布进行表征。采用Nicoletis10型傅里叶变换红外光谱仪分析织物及改性后表面的化学官能团。采用Thermo ESCALAB 250XI型X射线电子能谱仪分析织物的表面元素及含量。采用D2 PHASER A26-X1-A2E0B2A0型X射线衍射仪来分析改性前后织物的晶体结构。

1.3.2" 光谱性能测试

采用配备积分球的Lambda950紫外可见近红外分光光

度计对样品在太阳波段的反射率（0.3～2.5 μm）进行表征。运用带有金积分球的Nicoletis10傅里叶变换红外光谱仪测定织物的红外反射率，波长范围2.5～20 μm，主要观察的区间为人体向外散发辐射波段（8～13 μm）。

1.3.3" 保暖性能测试

使用配备有K型热电偶的YET-640X型温度计测试织物日间被动辐射保暖效果。红外热图像由FLIR-E5-XT红外摄像机拍摄。使用SM206E-SPLAR型太阳功率计记录太阳功率。

1.3.4" 服用性能测试

改性织物与棉织物的机械力学性能由UTM2203型万能试验机测试，尺寸为10 mm×40 mm，拉伸速率为500 mm/min，每个样品重复测量3次，取平均值。而透湿性能则在37 ℃下，

通过分别计算棉织物与改性织物覆盖在烧杯内水的蒸发质量损失来确定水蒸气透过率。使用YG461E型织物透气量测试仪对改性前后的棉织物进行测定。洗涤测试遵循FZT 60014—1993《金属化纺织品及絮片状耐久洗涤性能标准》进行测定。通过观察改性织物在经过多次洗涤循环后，在两个特定波段下的光谱稳定响应性，以展示其稳定性能。

2" 结果与分析

2.1" 织物的形貌分析

通过改变PDA溶液的质量分数，来确定PDA修饰棉织物的最佳工艺参数。采用SEM扫描电镜观察改性织物前后的表面形貌。由图2（a）可以看到，未经改性的原棉织物表面光滑。当PDA溶液质量分数为0.05%时（图2（b）），棉纤维表面被许多PDA颗粒附着变得粗糙，这证明了PDA对棉织物的成功改性。由图2（c～e）可以看到，随着PDA溶液质量分数增加到0.2%，颗粒逐渐密集在棉纤维表面均匀成膜，当PDA溶液质量分数到达0.5%时，可以看到PDA膜过厚，反而有额外的颗粒凸出。研究表明，PDA在棉织物表面的吸附程度对纳米银的还原至关重要，若PDA膜过薄，则没法满足后续过密度负载纳米银;若PDA膜过于厚且不均匀，则影响后续织物的光谱性能及造成药品浪费［12］。考虑到织物的光谱特性，本文选择PDA-CF-2.0作为最优工艺参数作为后续实验用品。

为了分析硝酸银溶液浓度对银纳米颗粒沉积的影响，本文制备了质量分数为0.4%、0.8%、1.2%、1.6%的硝酸银溶液。在一定PDA（0.2%）溶液质量分数下，随着硝酸银质量分数的增加，还原AgNPs的数量增加，后续AgNPs在成核点附近生长并形成粒状聚集体。由图3（a～b）可以看出，对于相对低质量分数（0.4%、0.8%）的硝酸银溶液，大多数AgNPs是具有单独分散状态的小聚集体，并且棉织物表面没有完全覆盖，导致涂层不均匀。另一方面，图3（d）表明高质量分数

硝酸银溶液（1.6%）下，AgNPs大量生长，不再沿纤维纵向聚集，而是沿纤维径向形成更大的纳米团簇，这导致棉织物表面的银层均匀性降低［13］。最后，在质量分数为1.2%的硝酸银溶液中，获得了AgNPs均匀连续沉积的优化涂层，如图3（c）所示。本文通过能谱仪（EDS）详细分析了改性织物表面的元素分布状况，图3（e）显示银元素的分布与氧、碳元素呈现出同等的均匀性。此外，本文还对织物进行了精确的重量测量。测量结果表明，PDA改性后的棉织物平方米质量为112.5 g/m2，而在经过镀银改性处理后的平方米质量为131.25 g/m2，质量增益百分比为16%。

2.2" 织物的表面组成分析

本文采用了FTIR、XRD及XPS分析了原棉织物及改性后的表面官能团、结构属性及元素组成，结果如图4所示。通过图4（a）的红外谱图可以看到原棉织物在3 300 cm-1出现了一个较宽的吸收峰，这归因于羟基中的—OH伸缩振动引起的。2 900 cm-1出现的峰则由于—CH的弯曲吸收。在1 445 cm-1和1 640 cm-1出现的峰分别是由C—O的拉伸振动和CO的伸缩振动引起的［14-15］。这些峰都是纤维素所对应的特征峰，也佐证了棉纤维是由纤维素组成。而经过PDA改性之后的棉织物同样也出现纤维素的特征峰，表明经过PDA改性后

并没有改变棉织物原有的官能团，而在3 300 cm-1的吸收峰要比原棉织物强，这是因为PDA改性后棉织物表面存在大量的—OH和—NH基团。此外，在1 614 cm-1附近出现了一个新峰，这是由于N—H弯曲振动产生，证明了PDA在棉织物表面成功附着［16］。在纳米银粒子锚定在棉纤维表面后，可以看到纤维素的特征峰明显减弱，已有的研究表明这可能是金属银对红外射线的屏蔽作用产生的［8］。这些结果与SEM图相吻合，证明了PDA与纳米银颗粒在棉织物上成功修饰。

通过XRD对改性前后织物的晶体结构进行了研究。在图4（b）中，原棉织物在14.86°、16.58°和22.64°出现了特征峰，这归属于纤维素Ⅱ的（110）（110）和（020）晶面，这是由

于棉织物在实验前被氢氧化钠预处理，使纤维素Ⅰ转变造成的。而Ag-CF在除去纤维素的特征峰之外，在38.12°、44.32°、64.44°和77.42°出现了新的衍射峰，它们分别对应银的面心立方体结构（JCPDS File No.99-094）的（111）（200）（220）和（311）晶面的特征峰［17］。XRD的结果表明纳米银颗粒顺利沉积在棉织物表面。通过XPS进一步对原棉织物及改性后织物的元素组成进行分析。由图4（c）可见，原棉织物的XPS图谱结合能在286、585 eV附近出现两个峰，分别对应于碳（C1s）和氧（O1s）。在经过PDA修饰之后，PDA-CF在结合能398 eV附近检测到新峰（N1s），这是由于PDA的NH2与NH基团所造成的，N1s峰的出现表明PDA成功修饰在棉织物表面。同时，本文也对比了棉织物与改性织物的表面元素含量，由图4（c）和表1可知，改性织物显示了额外的Ag3d、N1s信号，其原子质量分数分别为7.83%和3.41%。棉织物氧原子质量分数的降低则归因于大量的氧元素参与了纳米银粒子的还原过程。在Ag-CF的XPS谱图中，检测到额外的Ag3d峰，这充分证明了棉织物表面成功覆盖了银层。为了证明织物表面的银元素是以银单质的状态存在而不是银离子，在图4（d）的A3d谱图中，银元素在结合能368、374 eV出现两个特征峰，这两个峰对应于银单质不同的原子轨道，分别是Ag3d5/2和Ag3d3/2，证明了棉织物表面的银层为银单质［18-19］。

2.3" 织物的光谱性能分析

本文考察了不同PDA及硝酸银质量分数下，改性织物的太阳光反射率和中红外反射率曲线，如图5所示。由图5（a）可见，随着PDA溶液质量分数的增加，PDA改性织物对太阳光的反射率随之下降，也就意味着光热转换能力提升。但PDA质量分数达到0.5%时，反射率有所升高，这可能由于溶液质量分数的增加，使PDA颗粒进一步增长，在棉纤维表面出现凹凸不平的颗粒，太阳光入射后产生折射，从而减弱了等离子体近场耦合效应［20-21］。前文的SEM图也验证了这一点。

因此，本文将PDA-CF-2.0作为最优参数，其对太阳光谱峰值的平均反射率在25.08%。值得一提的是，对PDA-CF-2.0进行了镀银处理之后，由于纳米银的原位还原作用，使得织物呈现灰色调。加之银纳米颗粒涂敷在棉织物表面，构建出纳微米级的精细结构，该结构进一步增强了织物对太阳光的吸收能力。因此，由图5（b）可知，在经过镀银处理后，Ag-CF在太阳光谱区的反射率显著降低至15.76%，展现出了卓越的光热转换能力。

在PDA质量分数一定的情况下，本文探讨了不同硝酸银质量分数下对中红外反射性能的影响。由图5（c）可知，Ag-CF随着质量分数的增加，中红外反射率与棉织物对比呈上升趋势，当硝酸银质量分数增加到0.8%时，反射率呈跳跃式增长，这是由于纳米银颗粒逐渐均匀地涂敷到棉纤维表面。考虑到药品的浪费及纳米颗粒的附着性，本文选择Ag-CF-12作为后续实验用品，其对中红外的平均反射率在43.18%。

2.4" 织物的热管理性能分析

在人体皮肤为34 ℃时，人体热辐射主要集中在7～14 μm的中红外波段，其红外发射率可达98%［22-23］。辐射保暖技术通过选择性的光谱调控，在反射人体红外辐射（7～14 μm）的同时高效吸收太阳辐射波段（0.3～2.5 μm）的能量输入，从而达到人体保暖的目的。为了验证改性织物的辐射加热性能，本文将棉织物与改性织物置于手臂一侧，使其处于热平衡状态，通过红外摄像机和热电偶进行拍摄和记录温

度。由图6（a）可见，手臂的温度大约在32 ℃，大气温度为24.4 ℃。对于棉织物来说，其发射的红外辐射温度范围为29.5～32.4 ℃，而改性织物的红外发射温度范围为27.6～31.1 ℃，红外相机检测到的人体热辐射较少，这说明人体手臂向外发出的热辐射更多地被反射回人体。本文通过热电偶测量了两种织物覆盖在手臂上30 min后的温度，如图6（b）所示，改性织物覆盖下皮肤表面的平均温度可达33.9 ℃，高于棉织物覆盖下的32.8 ℃及裸露皮肤32 ℃。这充分证明了改性织物相较于棉织物来说具有良好的绝热性。

为了测试改性织物在户外的辐射保暖性能，本文设计了一种封闭的测试装置（图7），即通过选用聚乙烯薄膜和铝箔包裹的聚苯乙烯泡沫盒来隔绝热传导和热对流这些因素所带来的影响。在样品下方用热电偶记录温度变化，太阳功率则由太阳能功率计记录。在晴空环境下，通过连续2 h的热测量，来展示改性织物的热管理性能。测试地点为笔者所在学院4楼天台。

图8为改性织物与棉织物的户外温度测量数据，在晴空条件下，测量了12：00—14：00时间段的数据。由图8可见，在测量区间改性织物下侧的温度一直处在棉织物之上，比棉

织物高3～6 ℃。这是因为在户外，改性织物可以大量地吸收太阳光的热量，并阻挡自身热辐射的输出。由于在户外的加热仅靠太阳光，因此随着太阳功率的降低，保暖性能也随之减弱。比如在13：00时，太阳功率因天气因素下降到600 W/m2，改性织物与棉织物的温差也随之下降。

2.5" 织物的服用性能分析

2.5.1" 织物的透气性能

由图9可知，原棉织物的透气率为407.8 mm/s。经过PDA和镀银改性之后，分别降至295.7 mm/s及289 mm/s，保留了原棉织物透气性的71%。这是由于棉织物表面附着了一定量的纳米颗粒，对透气性能造成一定影响。但对于保暖型织物来说，在满足基本透气性能的基础上，考虑到热传导因素静止空气层的作用，透气性越小越保暖。

2.5.2" 织物的透湿性能

透湿性能是评估可穿戴纺织品舒适性的一个重要参数。本文测量了织物改性前后的水蒸气透过率，如图10所示。由图10可见，Ag-CF的水蒸气透过率为15.27 mg/cm2/h相较于原棉织物的17.45 mg/cm2/h略低一点，但仍具有良好的透湿性，不影响日常穿戴及使用。

2.5.3" 织物的力学性能

对于可穿戴纺织品来说，织物的力学性能对于日常使用尤其重要。因此本文测试了改性前后织物的拉伸强度与断裂伸长率，如图11所示。由图11可见，经过银纳米颗粒负载之后，织物的拉伸强度为15.2 MPa及断裂伸长为9.5%，相比于棉织物来说有了明显提高。这可能是由于经过纳米改性之后，纳米粒子与棉纤维产生了黏结造成的［24-25］。因此，改性之后的织物可以满足日常生活使用。

2.5.4" 织物的耐水洗性能

按照FZT 60014—1993《即金属化纺织品及絮片状耐久洗涤性能标准》，对改性织物进行了多轮的洗涤和烘干处理。经过这一系列的处理后，再次检测了织物对于太阳波段及人体中红外波段的光谱响应能力，如图12所示。由图12可见，即使在经受了20次的洗涤循环后，该改性织物的性能虽有所降低，但仍旧展现出优秀的光谱响应特性。这充分证明了该改性织物在耐用性和光谱响应方面的卓越表现。

3" 结" 论

本文以棉织物为基材，以PDA和葡萄糖为还原剂，在棉织物表面均匀沉积银纳米颗粒，制备了多模式被动辐射保暖织物。主要结论如下：

1） 通过对织物改性处理，降低了织物在太阳波段（0.3～2.5 μm）的反射率、提高了中红外波段（7～14 μm）的反射率，实现了辐射保暖织物材料的制备。该纺织材料在保暖过程中无须额外的能源消耗，可实现被动式辐射保暖，增强了人体的热舒适性。

2） 在室内，覆盖在皮肤下，改性织物内层要比棉织物及裸露皮肤高出1.1、1.9 ℃。在室外太阳光下，PDA的存在提升了改性织物的光热转换能力，改性织物内层温度要比棉织物高出6 ℃左右。

3） 对比了改性前后织物的透气、透湿、机械性能及耐水洗性能，说明了改性处理仍然保留了良好的服用可穿戴性能，满足日常使用。

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Preparation and performance characterization of all-weather passive radiation warming fabrics

ZHANG Chi， WANG Xiangrong

LI Benhuia， AO Shuyua， SUN Fengxinb， SU Xuzhonga

（a.College of Textile Science and Engineering; b.Laboratory for Soft Fibrous Materials， Jiangnan University， Wuxi 214122， China）

Abstract：

In cold environments， it is critical to maintain a stable body temperature. The most common way for people to regulate their body temperature is to utilize traditional heating devices such as air conditioners and fossil fuels. However， most of the energy for these methods is concentrated in vast spaces and inside inanimate buildings， which causes great energy waste and environmental pollution. According to statistics， the heating/cooling system of building air-conditioning accounts for about 20% of the total global indoor electricity consumption， while greenhouse gas emissions account for more than 10% of global greenhouse gas emissions. Therefore， the development of efficient， green and energy-saving heating materials is of great significance for human beings to withstand harsh climatic conditions.

As a result， personal thermal management， which focuses on the micro-environment around the human body to achieve precise localized thermal regulation， is emerging as an energy-efficient and highly effective way to keep warm. In the field of personal thermal management， the research on radiation modulation is gradually coming to the fore， and its uniquely passive and efficient characteristics have attracted much attention in the current social context of pursuing energy conservation and environmental protection. This technology realizes the goal of keeping the human body warm by finely modulating the two bands of solar spectrum （0.32.5 μm） and human body radiation （713 μm）， fully demonstrating its great application potential and value.

Cotton is one of the most common textiles used in daily life and is widely used in the production of thermally wearable products due to its naturally curled and hollow microstructure and its comfort to human skin. However， the inherent low light energy conservation of natural cotton in terms of mid-infrared radiation from the human body and the solar spectrum prevents it from realizing efficient thermal insulation. This paper employs a simple technique to assist the silver ion deposition effect with the aid of polydopamine （PDA） using cotton fabrics as a substrate， thus allowing silver nanoparticles to be uniformly and firmly attached to the surface of cotton fibers. The combined effect of nanoparticles and plasma near-field coupling effect results in modified fabrics with excellent human infrared reflection and high solar absorption properties. Compared with unmodified cotton fabrics， the modified fabrics show a significant improvement in warmth retention effect， providing a new solution for the warmth retention of textiles. This paper， we investigated the changes in morphology and chemical structure of cotton fabrics before and after modification. Based on this， we further explored the effects of polydopamine （PDA） and silver nitrate concentration on the radiative warmth properties of the modified fabrics， aiming to find the optimal process parameters to optimize the warmth effect of the fabrics. After determining the optimal experimental parameters， we comprehensively characterized the thermal management performance of the modified fabrics in different environments to ensure that they can demonstrate the warmth-retaining ability in various practical application scenarios. In addition， in order to ensure that the modified fabrics not only have excellent warmth-retaining properties， the wearing performance of the fabrics before and after the modification was also evaluated to confirm that they can meet the users’ daily use requirements.

The results show that the density of nanoparticles on the surface of the modified fabrics exhibited a significant growth trend with the increase of the concentration of PDA and silver nitrate solution. When the concentrations of PDA and silver nitrate were set to 0.2% and 1.2%， respectively， the surface of the cotton fabric was uniformly and tightly covered by the nanoparticles， and the modified fabrics in this state exhibited excellent thermal management performance and achieved optimal warmth. Due to the synergistic effect of silver nanoparticles and PDA， the reflectance of the modified cotton fabric to the peak of the solar spectrum was reduced from 73.54% to 15.76%， and the reflectance to the infrared radiation of human body was increased to 43.18%. In the indoor environment， due to the high reflectivity of the modified fabric to the human body infrared， the temperature of its inner layer was increased by 1.1 ℃ compared with that of the ordinary cotton fabric; in the sunlight irradiation conditions， the body temperature could be increased by about 6 ℃ through the high absorbency of the modified fabric to the solar spectrum. It is worth mentioning that despite the modified treatment， the cotton fabric still maintained excellent air permeability， moisture permeability and mechanical properties. In addition， the spectral properties were not significantly affected after several washing cycles， which further demonstrated the stability and durability of the modified fabrics in practical applications.

Key words：

personal thermal management; radiant warmth; functional textiles; cotton fabrics; photothermal conversion; outdoor textiles