陶光明团队Nat. Commun. | 异构结构面罩突破极寒环境温湿-透气平衡挑战

背景：在寒冷环境下，佩戴面罩是预防呼吸道疾病的关键手段，但传统面罩难以兼顾热湿调控与呼吸通畅的需求，强制对流导致热损失，现有解决方案存在局限性。研究目的：受北极海豹鼻甲骨生物特性启发，陶光明团队提出并构建异构形态结构面罩（MetaMask），旨在通过非对称辐射调控与冷凝-蒸发协同策略，从结构设计层面解决热湿调控与透气的矛盾。结论：MetaMask在-20℃条件下表现出优异性能，实现高热回收率和水分回收率，提升吸入空气温度，维持面部皮肤温度，有效缓解运动性支气管收缩并保障血氧饱和度，同时具备紫外线防护和自清洁能力，为寒冷环境防护装备提供了创新技术方案，已应用于国家战略任务并具有广泛产业化前景。