近日，海南大学化学化工学院高助威副教授团队在材料科学领域发表研究成果。该工作成功研发出一种集超疏水、透气、应变传感与光热/电热双模式热管理于一体的多功能弹性织物（PDMS@PPy@COF@SEF）。该材料以氨纶弹性织物（SEF）为基底，采用COF界面增强的层层组装策略，构建了“界面增强-导电-保护”层级结构，为可穿戴运动监测和个人热管理提供了新的材料方案。

创新点一：提出“界面增强-导电-保护”层级设计，实现COF锚定PPy与PDMS封装协同

研究团队在氨纶弹性织物上原位生长COF界面层，利用COF丰富的表面官能团和有序多孔结构，通过π-π堆叠和氢键作用锚定PPy分子链，随后构建连续PPy导电网络，最后以PDMS进行保护封装。该设计有效改善了PPy与织物基底之间界面结合弱、涂层易脱落的问题，同时利用COF的热稳定性增强导电网络的结构完整性。PDMS外层不仅提供超疏水保护，还提升了材料对环境刺激的耐受性。最终形成的PDMS@PPy@COF@SEF实现了超疏水、导电、应变传感和双模式热管理功能的协同统一。

创新点二：超疏水、透气与耐久舒适一体化，满足长期穿戴需求

制备的PDMS@PPy@COF@SEF水接触角达153.9°，具备优异超疏水性和自清洁能力，在拉伸、弯曲等形变下仍能保持稳定疏水状态。材料对酸性、碱性、海水、茶水、牛奶和铁离子溶液等液滴均表现出良好排斥性。耐久性测试表明，材料在50-250℃热处理3小时后仍保持稳定超疏水性；连续紫外老化5小时后水接触角仍高于150°；经50g负载、50次砂纸磨损后水接触角仅下降约4°。在人工汗液中浸泡5小时后，水接触角仍高于148°，电阻变化小于10.3%；经50次标准洗涤后，电阻变化小于8.4%。同时，该材料保持了良好透气性，7天质量损失约42%，在超疏水与穿戴舒适性之间实现了有效平衡。

创新点三：集成光热/电热双模式热管理与宽范围应变传感，拓展可穿戴应用场景

PDMS@PPy@COF@SEF展现出高效双模式热管理能力。在电热模式下，仅需7 V低电压即可使表面温度达到134.0℃，并具有良好的阶梯控温和循环稳定性；在光热模式下，1.0 kW/m²光照下表面温度可升至87.0℃，在0.5-3.0 kW/m²光强范围内温度可控，连续光照20分钟仍保持稳定。作为应变传感器，该材料在5%-100%宽应变范围内保持稳定电阻响应，GF为1.79（0-20%）和0.45（20%-100%），经3000次90%应变循环后仍具有优异疲劳耐受性；引入COF界面层后，1000次拉伸循环下ΔR/R₀仅增加约14%，显著优于无COF对照样（约34%）。在实际应用中，该传感器可准确监测手指、手腕、肘部、脚踝和膝关节等部位运动状态，并可通过光热/电热模式实现局部个人热管理。

本研究得到了海南省重点研发计划（ZDYF2025GXJS200、ZDYF2024GXJS314）、自然科学基金（126QN0634）、国家自然科学基金（12202127、22208379、U23A20374）以及海南省创新研究项目（Hyb2025-13）资金资助。相关研究成果以题为“Superhydrophobic elastic fabric via COF/PPy synergy for wearable motion sensing and dual-energy personal thermal management”的论文，发表在材料科学领域一区TOP期刊《Materials Today》（IF = 24.1）上。海南大学化学化工学院博士研究生王迎迎为论文第一作者，高助威副教授为通讯作者。

文章链接：https://doi.org/ 10.1016/j.mattod.2026.103517.