热辐射的调控在热管理、能量转换、红外成像和信息加密等领域至关重要。例如，通过增大/减小建筑物和人体等物体与环境之间的辐射热交换，可实现被动辐射冷却/加热。然而，大多数自然材料或人工材料的光谱特性是固定的，缺乏环境适应性。适者生存是自然界最基本的法则，很多动物，例如陆上雄性变色龙和海生头足类动物，均可通过变色来适应环境以规避危险。实际应用场景中，物体的环境或背景往往处于动态变化，为了应对这种复杂多变的环境，基于红外发射率调控的自适应热辐射调控技术应运而生，例如自适应辐射冷却/加热和自适应伪装。实时自适应热辐射调控技术要求目标物体表面的红外发射率以无级连续的方式在大范围内（>50%）快速、可逆地变化，这目前仍然是一个学术界的一大挑战。
近期，香港科技大学黄宝陵教授和浙江大学百人计划研究员李洋（共同通讯）在国际权威期刊Advanced Materials上发表了题为“Stepless IR Chromism in Ti3C2Tx MXene Tuned by Interlayer Water Molecules”的文章，首次报道了二维Ti3C2Tx MXene材料中的红外发射率调控现象。第一作者为香港科技大学博士后研究员李柯桥。通过Ti3C2Tx层间水分子的脱附/吸附（图1），使其红外发射率在12%到68%之间动态调节（图2）。图1. Ti3C2Tx MXene红外发射率调制机理。图2. Ti3C2Tx薄膜中无级、可逆的红外发射率调制。水分子的插层改变了Ti3C2Tx在红外频段下的电子性质和复介电常数，根据Drude模型和菲涅耳方程，红外发射率的计算结果与实验结果基本吻合（图3）。这种发射率调控是一个无级、可逆的过程，无需任何外部能量的输入。此外，将纤维素纳米纤维插入Ti3C2Tx层间后，显著改善了该动态调控策略的循环性能（图4）。样品制备、加工和调制策略简单，且可通过溶液法批量加工。图3. Ti3C2Tx薄膜在不同吸水量时的迁移率、载流子密度、导出的复介电常数和红外反射率。最后，作者展示了一种汗液响应的自适应纺织品，可以在代谢率和环境温度变化时保证人体的热舒适性。当身体干燥和寒冷时，纺织品的红外发射率仅约为30%，抑制人体向周围环境的辐射散热，实现保温御寒；当身体排汗和炎热时，发射率可以增加到约80%，通过增强辐射散热实现个人降温。该自适应和被动调节过程对炎热/出汗程度敏感，无需任何能量消耗和外部设备，显示了这种机制在动态被动辐射调控中的巨大潜力。除了在个人热管理中的应用，这种策略还可以在其他需要自适应红外发射率调节的场景中带来巨大机会，如红外伪装和防伪。https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202308189
