科技导报

作者：单威, 吴明瑞, 柏浩

单位：1浙江大学化学工程与低碳技术全国重点实验室，杭州310058；2浙江大学基础交叉研究院，杭州310058；

关键词：仿生,热管理,智能材料,生物策略

基金：国家自然科学基金联合基金项目(U25A20576)

热管理是指通过调控体系内热量的产生、传输、存储与散失，实现预期的温度分布，从而保障系统的功能稳定与环境适应性。该技术在人体热舒适[1]、建筑节能[2]以及电子器件散热[3]等领域至关重要。在人体防护领域，人体与外界环境之间的热量交换直接影响热舒适度与生理健康，尤其在极端气象条件或高强度户外作业中，合理的热调控对于维持体表温度尤为重要[4]；在建筑领域，供暖和制冷能耗占建筑运营能耗的50%左右，高性能热管理材料能够显著降低能耗、改善建筑热环境，并推动低碳节能体系的发展[5]；在电子器件领域，高集成度与高功率密度引发的局部过热和热失控问题严重限制器件性能与寿命，高效散热材料因此不可或缺[6]。例如，Columbia公司推出的保暖织物Omni−Heat通过在内表面构建高红外反射率的金属微点阵衬里，反射人体自身辐射热量，从而在不显著增加重量的情况下提升寒冷环境下的被动保温能力；Aspen Aerogels公司开发的柔性纳米多孔气凝胶毡状隔热材料Spaceloft，依托SiO2纳米多孔网络实现超低热导率，已被广泛用于建筑隔热；Panasonic等公司的石墨导热片则利用600~1700 W·m−1·K−1的高面内导热系数，使电子器件产生的热量在平面内快速扩散，从而抑制局部过热并改善整体散热性能。尽管如此，传统热管理材料在结构可设计性、极端环境适应性、环境响应能力及能耗控制等方面仍存在不足[6−8]。

来源：2026年第8期

《科技导报》期刊编辑部

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