2025年9月7日，北京。一块巴掌大的白色织物被平铺在户外，正午阳光直射。数小时后，温度传感器读数显示：这块织物的最终温度，比旁边同尺寸的棉布低了8.5℃。
这不是概念演示。清华大学化工系张如范副教授课题组设计并制备的具有径向梯度多孔结构的细菌纤维素气凝胶纤维织物，在国际上首次同时实现了高效辐射冷却、高力学强度和自供能传感的一体化集成。相关成果于2026年9月26日发表于《Nature Communications》。
对于纺织服装行业而言，这项研究的价值不在于实验室里又诞生了一个“性能冠军”，而在于它提供了气凝胶纤维“既要凉得快、又要穿得住”的工程解法——以及一条连续化、可放大的制备路径。
一、研究解码：一根纤维里的“梯度革命”
要理解这项突破的分量，需要先理解气凝胶纤维长期面临的“不可能三角”。
气凝胶纤维凭借三维多孔结构、高孔隙率和低热导率，被视为构筑辐射制冷织物的理想单元。但其多孔结构同时也是力学上的“软肋”——孔隙率越高，纤维越脆弱。已有的辐射制冷织物多依赖聚乙烯等纳米纤维体系，光学性能出色，但普遍存在力学强度低、耐磨性差、可纺性与规模化受限等短板。
张如范团队的解法，是在单根纤维内部构建“径向梯度多孔结构”。
研究团队发展了一种梯度凝固浴湿法纺丝方法。细菌纤维素溶液依次经过高浓度和低浓度凝固浴：高浓度浴使纤维表面快速相分离，形成致密褶皱外壳;低浓度浴使内部缓慢相分离，形成有序多孔内核。这种“致密外壳+多孔内核”的径向梯度结构，通过多尺度光散射协同作用实现了高太阳反射率，同时外壳的微米级褶皱可通过弹性变形耗散冲击能量，内核的纳米纤维网络提供稳定的机械支撑。
用通俗的语言来说：纤维的“表皮”负责反射阳光，“内心”负责把人体热量辐射到外太空，而“表皮”上的褶皱像微型弹簧一样吸收外力冲击。一根纤维同时承担了光学、热学和力学三重功能。
二、性能解码：50MPa与94.7%的“双高”意味着什么?
这项研究最值得行业关注的数据，集中在两组指标的“同时达成”上。
在光学性能端，GP-BCAF织物的太阳反射率达到94.7%，中红外发射率达到97.3%。太阳反射率决定了织物在阳光下“挡掉多少热量”，中红外发射率决定了织物通过8–13μm大气窗口向太空“投递多少人体热量”。94.7%的反射率意味着阳光中绝大部分能量被散射回去，97.3%的发射率意味着人体热辐射几乎可以毫无阻碍地穿过织物散逸至外太空。
在力学性能端，GP-BCAF的拉伸强度达到50MPa，断裂应变23%，韧性8.2MJ/m³。作为对比，已报道的辐射制冷织物力学强度普遍在个位数MPa量级，而日常服用纺织品的拉伸强度通常在20至50MPa区间。50MPa的拉伸强度，意味着这种气凝胶纤维织物已经具备了“可织造、可穿戴”的力学基础。
两组数据的交集，构成了这项研究真正的“破局点”：它不是在冷却性能和力学性能之间做取舍，而是在同一根纤维内同时实现了两者。
户外实测数据进一步验证了实验室指标的真实价值。在2025年9月7日的北京户外测试中，GP-BCAF织物在太阳照射下的最终温度比棉织物低8.5℃，比羊毛低6.2℃。人体前臂测试显示，覆盖该织物的皮肤温度比裸露皮肤低7.4℃，比棉织物低2.8℃。透气性和水蒸气透过率测试表明，其穿着舒适性与棉织物相当。
作为对照，此前同类气凝胶纤维织物(致密光滑壳层结构)的户外降温幅度仅为1.8℃。径向梯度结构带来的性能跃升是实质性的。
三、从“降温”到“感知”：摩擦电传感的意外之喜
这项研究的另一个重要维度，是将辐射冷却织物与自供能传感功能实现了集成。
研究人员将GP-BCAF织物接入摩擦纳米发电机回路，发现织物本身即可作为自供能传感器使用。运动、静止与冲击在电压波形中呈现出各自独特的信号特征...
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