研究背景：冬季服装普遍存在厚重问题，导致人们依赖室内供暖，增加能源消耗与碳排放，平衡服装重量与保暖性成为关键。北极熊毛发的中空结构因高效隔热受关注，但现有仿生制备技术（如冷冻纺丝、牺牲模板法）难以适配工业生产。熔融纺丝结合特制喷丝头可实现中空纤维规模化生产。
传统聚酯中空纤维存在吸湿性差、易静电及低温柔韧性不足等缺陷。尼龙 6/66 共聚物（PA6/66）具优异抗寒性与柔韧性，适合寒冷环境。光热材料中，铯钨青铜（Cs₀.₃₃WO₃）纳米颗粒吸光性强、无毒且成本低，但其与纤维复合的研究尚未见报道，本研究据此展开。

来自东华大学材料科学与工程学院的团队在《Textile Research Journal》平台发表了题为“High-performance thermal insulating polyamide 6/66–cesium tungsten bronze composite hollow fiber via melt spinning and melt mixing”该项研究成果。团队通过熔融纺丝和熔融混合技术成功制备了聚酰胺6/66-铯钨青铜复合中空纤维，该纤维材料具有良好的力学性能可满足服装制备的需求，并因独特的中空结构和Cs0.33WO3纳米粒子含量，持有良好的隔热性和光吸收性，该材料制备方法可以大规模制备，为轻薄、高效保暖的冬装材料提供了一个可靠的设计思路。

研究团队首先将聚酰胺6/66树脂粉末与Cs0.33WO3纳米粒子混合，经过双螺杆挤出机制成均匀的聚合物粒料。然后将干燥后的粒料与聚酰胺6/66树脂按比例混合，通过熔融纺丝设备，在特定的纺丝温度和牵伸比下，从特制喷丝板挤出并冷却成型，得到复合中空纤维，最后进行牵伸定型。成功制备了一种含有Cs0.33WO3纳米粒子的新型聚酰胺6/66中空纤维，见图1。

图2：扫描电子显微镜图像及能量色散X射线光谱结果 a. 表面视图：(a1) PA6/66纤维；(a2) 含2% Cs0.33WO3的PA6/66复合纤维；(a3) 含2% Cs0.33WO3的PA6/66中空纤维 b. 截面视图：(b1) PA6/66纤维；(b2) 含2% Cs0.33WO3的PA6/66纤维；(b3) 含2% Cs0.33WO3的PA6/66中空纤维 c. 能量色散X射线光谱：(c1) PA6/66纤维；(c2) 含2% Cs0.33WO3的PA6/66复合纤维；(c3) 含2% Cs0.33WO3的PA6/66中空纤维，蓝色标记显示W元素

过紫外-可见-近红外光谱光度计测试了纤维的光学吸收性能。结果显示，PA6/66–2%Cs0.33WO3复合纤维和PA6/66–2%Cs0.33WO3中空纤维在紫外-可见-近红外区域的光吸收能力显著增强，尤其是在1000到1750纳米的近红外区域，见图3。这表明Cs0.33WO3纳米粒子的加入有效提高了纤维的光吸收能力，减少了反射率，从而增强了织物的隔热性能。

此外，在红外辐射测试中，PA6/66–2%Cs0.33WO3织物和PA6/66–2%Cs0.33WO3中空织物在暴露于红外辐射468秒后温度变化分别为4.7°C和5.5°C，低于PA6/66纤维。也就是说，PA6/66–2%Cs0.33WO3中空织物在红外辐射下的温度变化最小，表明其在减少热量传递方面表现出色，见图4。

红外热成像显示，PA6/66织物、PA6/66–2%Cs0.33WO3织物和PA6/66–2%Cs0.33WO3中空织物在覆盖并放置于冰上5分钟后的温度分别为8.7°C、11.8°C和19.4°C，见图5。可以看到，PA6/66–2%Cs0.33WO3中空织物的温度最高，进一步证明了其中空结构可以减少热量损失，而添加了 Cs0.33WO3 则提高了其光吸收能力。这有效地增强了织物的隔热能力，且不会增加织物厚度。

而通过拉伸试验机测试纤维的力学性能显示，PA6/66–2%Cs0.33WO3中空纤维的拉伸强度约为3 cN/dtex，杨氏模量较高，表明其具有良好的力学性能，能够承受服装制造和日常使用过程中的拉伸和磨损。参见图6。

综上所述，通过熔融纺丝和熔融混合技术，研究团队成功制备了一种含有Cs0.33WO3纳米粒子的聚酰胺6/66中空纤维。这种纤维不仅具有良好的隔热性、光吸收能力、力学性，还容易批量生产。通过调整Cs0.33WO3的含量和纤维结构，可以进一步优化织物的性能，实现更轻薄、高效的保暖效果，为冬季服装面料的研发提供了新的思路和方法。这一成果不仅有助于减少冬季服装的厚度和重量，还能降低对供暖系统的依赖，从而减少能源消耗和二氧化碳排放，具有重要的应用前景。

文献来源：https://doi.org/10.1177/00405175241292651