智慧可持續個人降溫新方案 應對全球極端高溫天氣
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。
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。」
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。
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。
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。
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。
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。」
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。
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。
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。
