日益频繁的全球热浪正将传统服装推向性能极限，催生了对个人冷却解决方案的需求。如何穿得舒适，还能保持凉爽？可持续冷却可穿戴设备应运而生，例如采用再生塑料瓶制成的透气纺织品和太阳能驱动的主动冷却装置，这些技术能在减少空调依赖的同时提供极端高温防护。

近日，香港理工大学寿大华教授作为第一作者兼通讯作者，在《Science》期刊上发表了一篇题为“Sustainable personal cooling in a warming world”的展望文章。该文系统探讨了如何通过织物结构设计实现可持续的个人冷却，为解决全球变暖背景下的热管理挑战提供了新的思路。

冷却主要通过四种机制实现：辐射、传导、对流和蒸发。出汗等自然人体冷却过程依赖蒸发机制——水分从皮肤蒸发时带走热量从而降低体温。而工程材料则通过调控辐射、传导和对流来实现温控。

辐射冷却仍受环境因素制约：水分和污染会破坏辐射路径并蓄积热量，且根据斯蒂芬-玻尔兹曼定律，辐射传热随温度呈指数增长，需要足够的体表与环境温差，这在室内常受限制。融合对流和蒸发等其他机制可提升实际条件下的冷却性能。

传导，通过原子振动、分子碰撞或电子传输实现热传递。纺织品接触皮肤时的冷热感知取决于其热容（升高特定温度所需能量）和热导率。常添加氮化硼颗粒等高热导率填料增强传导冷却；而优异绝热体（如静止空气）可阻隔极端环境热传递。受北极熊中空毛发启发的可编织气凝胶封装纤维，凭借高比例嵌入空气实现卓越隔热。

对流，由空气或流体驱动的对流通过通风散发热量。采用湿度响应纤维制成的多孔透气织物配合巧妙设计的flap结构，能促进热空气排出与冷空气吸入。对流还可通过加速皮肤汗液蒸发增强冷却效果。优化织物润湿性、纤维形状和孔径能导离多余汗液，提升蒸发效率并防止汗液蓄积。

融合先进纺织品与智能可穿戴技术可实现动态适应环境的可控冷却系统。虽然风扇服装和液冷背心（可选配相变材料）等商用产品已展现快速冷却能力，但常受限于过重重量和能耗。另一种轻质可穿戴变辐射装置，通过可调发射率与三维剪纸结构动态调控传热，将热舒适区扩展4.9℃。此外，柔性有机光伏模块与双向电热装置（通过电场施加/移除实现加热冷却）结合，可打造热舒适区达12.5-37.6℃的温控服装。尽管取得进展，许多可穿戴设备仍面临灵活性不足、电池续航短和线路复杂等局限。

传统个人冷却技术在静态条件下表现良好，但难以应对动态环境。开发响应式纺织品和自适应可穿戴设备是关键突破口。亟需实现根据温湿度变化或电场等外部刺激，自主调节纤维直径形状、孔隙率、厚度及热属性（导热性/发射率/反射率）的功能。

人工智能通过分析可穿戴传感器实时监测的体温、汗液、心率、湿度和压力数据，可预测个人冷却需求。这些智能系统能主动启动个性化冷却，并仅针对检测到的不适反应避免过冷。整合纺织传感器、纤维冷却器和柔性储能系统，可通过收集人体与环境能量（利用摩擦电/压电/热电/湿气发电机将机械能/热能/湿气能转化为电能），甚至利用汗液和血液中的营养物质实现主动冷却。例如嵌入纳米粒子的智能织物具有高太阳辐射反射率和红外发射率，能有效实现热电自持续冷却。机器学习等人工智能技术还可通过优化四大冷却机制，设计全天候冷却技术——利用多目标优化系统探索织物厚度、结构架构、纤维直径、孔隙率和材料成分等参数，动态适应环境变化与人类活动，实现定制化冷却性能。