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理大學者研發智慧降溫服裝應對極端高溫

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理大學者研發智慧降溫服裝應對極端高溫
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理大學者研發智慧降溫服裝應對極端高溫

2025年09月15日 13:11 最後更新:13:11

全球暖化日益威脅人類健康和工作效率。目前,全球約 36 億人居住在極易受到氣候變化影響的區域。在 2000 年至 2019 年間,全球每年逾 48 萬人死於與高溫相關的疾病。極端高溫增加壓力荷爾蒙、影響睡眠質素、削弱注意力、降低生產力,以及加劇情緒惡化。為應對日益嚴重的熱浪,香港理工大學(理大)學者突破傳統服裝設計限制,研發新一代可持續的個人降溫解決方案。

理大利民先進紡織科技青年學者、時裝及紡織學院副教授、未來服裝紡織科技研究中心副主任、理大興國技術創新研究院副院長壽大華教授最近在《科學》(Science)期刊發表論文,提出利用先進紡織與智慧可穿戴技術,實現可持續個人降溫的新方法。

理大利民先進紡織科技青年學者、時裝及紡織學院副教授、未來服裝紡織科技研究中心副主任、理大興國技術創新研究院副院長壽大華教授最近在《科學》(Science)期刊發表論文,提出利用先進紡織與智慧可穿戴技術,實現可持續個人降溫的新方法。

理大利民先進紡織科技青年學者、時裝及紡織學院副教授、未來服裝紡織科技研究中心副主任兼理大興國技術創新研究院副院長壽大華教授最近在《科學》(Science)期刊發表論文,提出利用先進紡織與智慧可穿戴技術,實現可持續個人降溫的新方法。

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理大利民先進紡織科技青年學者、時裝及紡織學院副教授、未來服裝紡織科技研究中心副主任、理大興國技術創新研究院副院長壽大華教授最近在《科學》(Science)期刊發表論文,提出利用先進紡織與智慧可穿戴技術,實現可持續個人降溫的新方法。

理大利民先進紡織科技青年學者、時裝及紡織學院副教授、未來服裝紡織科技研究中心副主任、理大興國技術創新研究院副院長壽大華教授最近在《科學》(Science)期刊發表論文,提出利用先進紡織與智慧可穿戴技術,實現可持續個人降溫的新方法。

iActive™智能運動服引入低電壓驅動人工汗腺及汗區映射的根狀液體輸運網路,以液滴形式快速排出汗液,大幅減輕重量與黏膩感,保持皮膚乾爽透氣。

iActive™智能運動服引入低電壓驅動人工汗腺及汗區映射的根狀液體輸運網路,以液滴形式快速排出汗液,大幅減輕重量與黏膩感,保持皮膚乾爽透氣。

Omni‑Cool‑Dry™是一款兼具透氣、類膚質的全新織物,有效導流汗液,又能提供光譜選擇性降溫效果。透過反射太陽和地表輻射,同時發射人體紅外熱量,從而降低皮膚溫度約5 °C,即使在陽光下使用者也能保持清涼乾爽。

Omni‑Cool‑Dry™是一款兼具透氣、類膚質的全新織物,有效導流汗液,又能提供光譜選擇性降溫效果。透過反射太陽和地表輻射,同時發射人體紅外熱量,從而降低皮膚溫度約5 °C,即使在陽光下使用者也能保持清涼乾爽。

SweatMD是一款全紡織、非侵入式可穿戴系統,利用仿生微流體網路定向引導汗液,通過親膚傳感紗線監測葡萄糖、鉀離子等生物標誌物,可即時生成分子層級的健康指標(如疲勞與脫水風險),並將數據傳送至手機。

SweatMD是一款全紡織、非侵入式可穿戴系統,利用仿生微流體網路定向引導汗液,通過親膚傳感紗線監測葡萄糖、鉀離子等生物標誌物,可即時生成分子層級的健康指標(如疲勞與脫水風險),並將數據傳送至手機。

智能科技,尤其是智慧可穿戴技術與人工智能,正成為實現可持續個人降溫的關鍵推動力。壽大華教授表示︰「根據世界氣象組織預測,2025 至 2029 年間出現史上最熱年份的機率高達 80%。在此背景下,個人降溫科技對人類福祉、健康和生產力的重要性與日俱增。我們正在研發一系列智慧型『超級英雄式』服裝,該服裝具備自我調溫與實時健康監測功能,能有效應對極端高溫天氣帶來的挑戰。」

iActive™智能運動服引入低電壓驅動人工汗腺及汗區映射的根狀液體輸運網路,以液滴形式快速排出汗液,大幅減輕重量與黏膩感,保持皮膚乾爽透氣。

iActive™智能運動服引入低電壓驅動人工汗腺及汗區映射的根狀液體輸運網路,以液滴形式快速排出汗液,大幅減輕重量與黏膩感,保持皮膚乾爽透氣。

該篇論文提出的觀點極具前瞻性,系統地聚焦有效整合輻射、傳導、對流及蒸發四種降溫機理,提出在動態現實場景中,實現人體熱濕平衡自我調節的具體策略。論文同時提出並構建了一個由人工智能驅動的閉環框架,連接感知、預測及執行,實現個性化及節能的降溫效果,並強調設計具備可規模化和可回收性,以促進公共健康、工作場所安全及效率。

可持續的個人降溫由被動型織物,逐步邁向智能系統。具有光譜選擇性的紡織品能高效釋放人體紅外熱量,同時阻隔外部太陽和地表熱量的侵入。透過在纖維和紗線中複合不同導熱填料,來實現可調熱阻。濕度響應纖維則有助強化對流和蒸發散熱效果。輕量化可穿戴設備,例如︰可變輻射率器件、電致冷與熱電模組,當結合柔性光伏及隨身儲能,可實現主動可控的降溫。這些新技術採用「模式選擇性」降溫策略,並融入以人為本的設計理念,兼顧舒適、耐用、可水洗及輕巧特點,有效延展熱舒適範圍,減少對空調的依賴。

Omni‑Cool‑Dry™是一款兼具透氣、類膚質的全新織物,有效導流汗液,又能提供光譜選擇性降溫效果。透過反射太陽和地表輻射,同時發射人體紅外熱量,從而降低皮膚溫度約5 °C,即使在陽光下使用者也能保持清涼乾爽。

Omni‑Cool‑Dry™是一款兼具透氣、類膚質的全新織物,有效導流汗液,又能提供光譜選擇性降溫效果。透過反射太陽和地表輻射,同時發射人體紅外熱量,從而降低皮膚溫度約5 °C,即使在陽光下使用者也能保持清涼乾爽。

儘管個人降溫技術發展迅速,仍面對許多挑戰。人體出汗有助散熱,但目前汗液管理效能有限,常導致織物重量和黏膩感增加,降低透濕性及輻射降溫效率,尤其在劇烈出汗時更為明顯。此外,能夠隨動態環境和個體生理變化實現即時自我調節熱平衡,同時確保舒適和安全,仍是一個極具挑戰的問題。

壽大華教授表示︰「未來我們還需要加強紡織、傳熱學、柔性電子與人工智能等跨學科融合,建立具規模和可回收的製造體系,平衡可持續、可穿戴、時尚與熱管理功能。同時,也需要制定標準化、使用者為本的評價指標,例如:單位功率降溫能力、生理熱感和用戶接受度等,以促進公平比較與使用。」

壽大華教授及其團隊致力研究多項創新技術以應對極端高溫的挑戰。其中 iActive™智能運動服引入低電壓驅動人工汗腺及汗區映射的根狀液體輸運網路,以液滴形式快速排出汗液,大幅減輕重量與黏膩感,保持皮膚乾爽透氣,其排汗速度可高達人體出汗峰值的三倍。

SweatMD是一款全紡織、非侵入式可穿戴系統,利用仿生微流體網路定向引導汗液,通過親膚傳感紗線監測葡萄糖、鉀離子等生物標誌物,可即時生成分子層級的健康指標(如疲勞與脫水風險),並將數據傳送至手機。

SweatMD是一款全紡織、非侵入式可穿戴系統,利用仿生微流體網路定向引導汗液,通過親膚傳感紗線監測葡萄糖、鉀離子等生物標誌物,可即時生成分子層級的健康指標(如疲勞與脫水風險),並將數據傳送至手機。


Omni‑Cool‑Dry™是一款兼具透氣、類膚質的全新織物,有效導流汗液,又能提供光譜選擇性降溫效果。透過反射太陽和地表輻射,同時發射人體紅外熱量,能讓皮膚溫度相比普通織物降低約 5 °C,即使在陽光下使用者也能保持清涼乾爽。


針對高溫作業環境,在熱適應軟體機器人服裝中,內嵌溫度回應軟致動器,可主動或自發地調節織物厚度及其內部靜止空氣層,從而克服傳統隔熱服單一隔熱等級的局限。其熱阻可在 0.23 至 0.48 K·m²/W 範圍內調節,即處於 120°C 的高溫環境下,其內表面溫度也能比傳統隔熱服低約 10°C。


SweatMD 是一款全紡織、非侵入式可穿戴系統,利用仿生微流體網路定向引導汗液,通過親膚傳感紗線監測葡萄糖、鉀離子等生物標誌物,可即時生成分子層級的健康指標(如疲勞與脫水風險),並將數據傳送至手機。

總體而言,上述創新技術構建了一個智能生態系統,通過感測器監測生理狀態,利用模型預測降溫需求,由智能服裝提供定向回應。透過整合紡織感測器、基於纖維的冷卻器與隨身能量採集器,有望實現可持續的自主降溫。

這些研究成果涵蓋日常服飾、運動與防護裝備,充分體現將基礎研究轉化普及,以應對全球挑戰。透過理大研究中心及設於內地的技術創新研究院,如理大興國技術創新研究院和未來服裝紡織科技研究中心,更可借助內地市場豐富的應用場景,並與當地龍頭產業合作,加速科研成果轉化,並推動可規模化部署。

壽大華教授的科研項目分別獲得國際知名創新獎項嘉許,包括日內瓦國際發明展評審團嘉許金獎(2025)及金獎(2024),以及 TechConnect 全球創新獎等。此外,壽教授亦榮獲美國纖維學會「傑出成就獎」,該獎項每年僅授予一位全球學者。

香港理工大學(理大)積極配合國家推展愛國主義教育,弘揚民族精神,與西安交通大學(西安交大)日前宣布合作共建「香港理工大學愛國主義教育基地(西安)」(基地)。作為首間於內地設立愛國主義教育示範基地的香港高校,理大將與西安交大資源共享、優勢互補,透過課堂學習及體驗式學習,攜手培育擁有家國情懷、具備全球視野和勇於承擔社會責任的專業人才及社會領袖,造福社會、貢獻國家。

揭牌儀式於11月27日在西安舉行,由理大校董會主席林大輝博士、西安交大黨委書記盧建軍教授、理大校長滕錦光教授,以及西安交大黨委常委、副校長單智偉教授共同為基地揭牌。西安交大黨委常委、宣傳部部長、統戰部部長成進先生主持儀式。滕錦光教授和西安交大校長張立群教授代表兩校簽署合作備忘錄,構建長效合作機制。

滕錦光教授(左)與西安交大校長張立群教授(右)代表兩校簽署合作備忘錄。

滕錦光教授(左)與西安交大校長張立群教授(右)代表兩校簽署合作備忘錄。

林大輝博士表示:「理大作為一所愛國愛港有擔當的高校,積極支持和配合國家戰略,全面推進愛國主義教育。我們成立的『愛國主義教育基地』是通過課程設計和多元活動,讓師生進一步了解中華文化,國家在現代百年的奮鬥,以及新時代的輝煌成就,提升他們對國家的認同感、自豪感和歸屬感,助力他們更好融入國家發展大局,為中華民族偉大復興與國家富強、貢獻力量。理大與西安交大具深厚合作關係,兩校志同道合、優勢互補,必定能攜手共創新的局面,助力國家建設教育強國、人才強國和科技強國。」

林大輝博士表示,理大作為一所愛國愛港有擔當的高校,積極支持和配合國家戰略,全面推進愛國主義教育。基地將通過課程設計和多元活動,讓師生進一步了解中華文化,國家在新時代的輝煌成就,提升他們對國家的認同感、自豪感和歸屬感。

林大輝博士表示,理大作為一所愛國愛港有擔當的高校,積極支持和配合國家戰略,全面推進愛國主義教育。基地將通過課程設計和多元活動,讓師生進一步了解中華文化,國家在新時代的輝煌成就,提升他們對國家的認同感、自豪感和歸屬感。

盧建軍教授表示:「愛國主義教育基地的建立,不僅是兩校情誼的升華,更是傳承家國情懷、共擔育人使命的重要實踐。期待未來兩校胸懷『國之大者』,持續深化在人才培養、科研協同與人文交流等領域的合作,培養擔當民族復興大任的時代新人。同時,期待兩校以香港為紐帶,共同打造輻射全球的產教融合高地,為強國建設與中華民族偉大復興貢獻智慧與力量。」

盧建軍教授期待兩校以香港為紐帶,共同打造輻射全球的產教融合高地,為強國建設與中華民族偉大復興貢獻智慧與力量。

盧建軍教授期待兩校以香港為紐帶,共同打造輻射全球的產教融合高地,為強國建設與中華民族偉大復興貢獻智慧與力量。

理大與西安交大合作超過20年,共建愛國主義教育基地是兩校合作的新里程。雙方各設立工作小組(專班)共同推進基地建設,亦會在共建的「西安通理國際深造培訓學院」設立教學中心,作為固定教學點之一,開展教學、研討及實地考察等學習活動。

現時,理大本科生必修大學核心課程(General University Requirements)內與「中國歷史與文化」範疇相關的通識科目。憑藉基地的平台優勢,理大將把境外考察嵌入課程框架,組織學生前往西安及一帶一路沿線地區進行實地研學。學生將在考察中接觸國家歷史、科技發展、文化傳承等內容,完成學分修讀要求。課程由理大教授設計和授課,並邀請西安交大教授提供學術意見及客席教學,實現課堂與實踐兼備的學習模式。

為推動教育、科技、人才一體化發展,基地將深度融入愛國主義科研文化,以國家戰略需求為導向,凝聚理大與西安交大雙方優勢,例如在人工智能、半導體及新材料等前沿領域深化科研協作。雙方將共享科研資源平台,鼓勵學生交流學習,促進科研成果共創共用。

理大校董會主席林大輝博士(左二)、西安交大黨委書記盧建軍教授(右二)、理大校長滕錦光教授(左一),以及西安交大黨委常委、副校長單智偉教授(右一)共同為「香港理工大學愛國主義教育基地(西安)」揭牌。

理大校董會主席林大輝博士(左二)、西安交大黨委書記盧建軍教授(右二)、理大校長滕錦光教授(左一),以及西安交大黨委常委、副校長單智偉教授(右一)共同為「香港理工大學愛國主義教育基地(西安)」揭牌。

理大致力培養學生的社會責任感和實踐能力,是香港首間把服務學習納入本科生必修科目的大學。大學自2014年起在內地,包括西安推行服務學習課程,參與社區建設、教育輔導及鄉村發展等項目。基地將在此基礎上組織學生參與服務學習項目,並利用西安豐富的歷史遺址與文化及科技場館資源,設計沉浸式研學路線,深化學生的家國情懷。此外,基地亦將舉辦港澳青年國情班,透過「專題講座+實地考察+交流研討」模式,結合西安歷史文化與現代化建設資源,提供國情教育學習體驗。

基地建設獲中央、特區與地方政府三方支持,不但為基地長遠發展提供堅強後盾,亦為香港與內地青年搭建互學互鑒的橋樑。理大正積極籌辦首個學生代表團,計劃於明年春季赴西安參訪基地,並與當地師生和企業在科技創新、體育及文藝等範疇進行交流,從而拓闊視野,加深對國家發展的認識。

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