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图1 零能耗制冷纤维织物制备技术示意图 零能耗智能制冷织物将光电超材料技术与智能纺织技术结合，旨在将随机结构排布的微纳材料与批量制备工艺相结合制备多材料功能纤维，引入特定波段光学反射与辐射能力的新特性，构建在阳光直射的室外环境下具有显著的降温效果（1-30°C范围内可控）的零能耗辐射制冷智能织物（图1），是材料-光学-纺织技术的跨领域多学科协同创新。   图2 零能耗智能制冷织物初步结果示意图：(a) 多材料纤维实物展示图；(b) 多材料纤维光学照片；(c) 多材料纤维缝纫照片；(d) 制冷织物实物展示图；(e) 制冷织物光学照片。 基于多材料纤维及纤维束制冷纱线结构设计和光学材料调控，批量纤维制备工艺已获得均匀连续的制冷纤维（图2 a, b），纤维强度足以利用缝纫机在商用面料上进行任意文字和形状的绣花。在此基础上，进一步利用纺纱和织造技术，得到在太阳辐射波段具有＞90%反射率、在中红外波段具有＞90%发射率的、经纬编织的光学超材料制冷织物（图2 d, e）。   图3 零能耗制冷织物模拟测试。(a) 制冷织物样品降温测试结果曲线图；(b) 制冷织物样品与商用织物样品降温测试对比结果曲线图；(c) 制冷织物样品与商用防晒衣样品降温测试对比结果曲线图。 经严格的测试，零能耗制冷织物样品可实现全天低于环境温度2-10℃的良好辐射制冷效果（图3a）。在此基础上，对样品织物、一系列商用织物（棉、氨纶、雪纺、麻布、防晒衣）以及模拟裸露皮肤进行对比降温测试（图3 b, c），在正午太阳辐射功率最强的整个时间段，织物样品低于不同商业面料5-7℃，低于不同品牌的防晒衣3-7℃。进一步在人体皮肤表面和小车模型内部进行降温测试（图4），与普通棉织物相比，智能制冷织物覆盖的人体皮肤表面可低~3℃，小车与空白小车的差值温度可达~30℃，与反光车罩覆盖的小车的差值温度可达~27℃，具有优异的降温效果。   图4 零能耗制冷织物降温测试。(a) 人体降温测试红外图；(b) 小车模型降温测试。 零能耗制冷织物可对人体局部微环境实现高效的热学调控，提供一种低成本、零能耗、高效的个人热管理方案，颠覆传统制冷技术，尤其是克服室外人体热管理技术固有的低效率、高能耗、大体积等瓶颈问题，并缓解传统制冷耗能导致的碳排放；零能耗制冷织物体系基于批量纤维制备技术以及先进纺纱织造工艺，具有零功耗降温、低成本、可产业化批量生产特征，与现有纺织行业相兼容，适合大规模推广制备和产业化应用；零能耗制冷织物秉持可持续发展的理念，采用可降解的服用聚合物材料和低成本的微纳颗粒为原料，打造低排放、可循环、绿色环保、柔软亲肤、舒适透气的可穿戴终端产品。应用前景广泛，可用于包括高端智能服装、特种服装、高端先进建材、个人热管理装置、冷链系统、智能仓储系统等领域，对纤维新材料技术和高端纺织产业的发展具有里程碑式的意义。

项目成果/简介:图1 零能耗制冷纤维织物制备技术示意图零能耗智能制冷织物将光电超材料技术与智能纺织技术结合，旨在将随机结构排布的微纳材料与批量制备工艺相结合制备多材料功能纤维，引入特定波段光学反射与辐射能力的新特性，构建在阳光直射的室外环境下具有显著的降温效果（1-30°C范围内可控）的零能耗辐射制冷智能织物（图1），是材料-光学-纺织技术的跨领域多学科协同创新。 图2 零能耗智能制冷织物初步结果示意图：(a) 多材料纤维实物展示图；(b) 多材料纤维光学照片；(c) 多材料纤维缝纫照片；(d) 制冷织物实物展示图；(e) 制冷织物光学照片。基于多材料纤维及纤维束制冷纱线结构设计和光学材料调控，批量纤维制备工艺已获得均匀连续的制冷纤维（图2 a, b），纤维强度足以利用缝纫机在商用面料上进行任意文字和形状的绣花。在此基础上，进一步利用纺纱和织造技术，得到在太阳辐射波段具有＞90%反射率、在中红外波段具有＞90%发射率的、经纬编织的光学超材料制冷织物（图2 d, e）。 图3 零能耗制冷织物模拟测试。(a) 制冷织物样品降温测试结果曲线图；(b) 制冷织物样品与商用织物样品降温测试对比结果曲线图；(c) 制冷织物样品与商用防晒衣样品降温测试对比结果曲线图。经严格的测试，零能耗制冷织物样品可实现全天低于环境温度2-10℃的良好辐射制冷效果（图3a）。在此基础上，对样品织物、一系列商用织物（棉、氨纶、雪纺、麻布、防晒衣）以及模拟裸露皮肤进行对比降温测试（图3 b, c），在正午太阳辐射功率最强的整个时间段，织物样品低于不同商业面料5-7℃，低于不同品牌的防晒衣3-7℃。进一步在人体皮肤表面和小车模型内部进行降温测试（图4），与普通棉织物相比，智能制冷织物覆盖的人体皮肤表面可低~3℃，小车与空白小车的差值温度可达~30℃，与反光车罩覆盖的小车的差值温度可达~27℃，具有优异的降温效果。 图4 零能耗制冷织物降温测试。(a) 人体降温测试红外图；(b) 小车模型降温测试。零能耗制冷织物可对人体局部微环境实现高效的热学调控，提供一种低成本、零能耗、高效的个人热管理方案，颠覆传统制冷技术，尤其是克服室外人体热管理技术固有的低效率、高能耗、大体积等瓶颈问题，并缓解传统制冷耗能导致的碳排放；零能耗制冷织物体系基于批量纤维制备技术以及先进纺纱织造工艺，具有零功耗降温、低成本、可产业化批量生产特征，与现有纺织行业相兼容，适合大规模推广制备和产业化应用；零能耗制冷织物秉持可持续发展的理念，采用可降解的服用聚合物材料和低成本的微纳颗粒为原料，打造低排放、可循环、绿色环保、柔软亲肤、舒适透气的可穿戴终端产品。应用前景广泛，可用于包括高端智能服装、特种服装、高端先进建材、个人热管理装置、冷链系统、智能仓储系统等领域，对纤维新材料技术和高端纺织产业的发展具有里程碑式的意义。知识产权类型:发明专利知识产权编号:CN111575823A、CN111826965A、CN111455484A、CN111455483A、CN111560672A、2021101783117、2021100207492技术先进程度:达到国际领先水平成果获得方式:与企业合作获得政府支持情况:国家级计划/专项类别:源头创新计划-人才发展专项获得经费:300.00万元

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1. 痛点问题 《中国教育现代化2035》提出“利用现代技术加快推动人才培养模式改革，实现规模化教育与个性化培养的有机结合”。2021年7月国家发布“双减”政策以后，如何在减少学生学习时间的前提下提升学习效果，就成为摆在学校与老师面前的一个重要课题。学生的学习行为是因人而异的，受到知识水平与认知能力等因素的影响。现有的学习资源是非常丰富的，通过在课后为学生提供有针对性的学习资源、满足学习者个性化的学习需求，是提升学生学习效果的重要途径。要达成这个目标，就必须依靠知识图谱技术的支撑，突破学习资源语义化分析、个性化推荐等技术在教育领域的瓶颈，最终实现个性化的学习。而当前国内缺乏一个全学科的、可访问的基础教育知识图谱系统，本项目成果填补了此方面空白。 2. 解决方案 知识图谱是当前计算机中知识表示的一种重要方式，利用知识图谱可以改善搜索结果、进行基于语义的数据集成、以及提升智能问答的准确性。在基础教育领域，如何构建高质量的知识图谱是一个重要挑战。本项目在国内率先研究提出一种准确高效的领域知识图谱构建方法——“四步法”，研发了相应的软件平台（资源管理系统、语义标注系统、知识管理系统、知识展示系统），用此方法构建了中国基础教育知识图谱EduKG，并利用该知识图谱开展基于知识点的教学资源集成。EduKG涵盖了基础教育九门学科的知识，基于其研发的基础教育知识记忆类问题自动问答系统准确率达到70%以上。目前该知识图谱已经可以提供公开的访问服务接口，供相关教育信息应用程序进行访问调用。该知识图谱相当于基础教育的新基建，上层应用可以同时调用访问基础教育知识图谱的内容，给学生提供自适应学习软件应用、给老师提供强大丰富的备课资源及融合式教学方案、给学校管理提供教师授课评估等多种应用。 合作需求 期待与各个省市的教育信息化企业开展合作，采用技术许可等方式，提升这些企业的教育信息化产品的智能水平，服务于当地的教育局、电教馆、中小学等单位。最终为政府、学校、师生提供教育现代化解决方案和优质的课程资源及平台技术服务，助力区域构建高质量的教育发展体系，为学校提供智慧教学系统创新课堂教学，从而提高课堂效率和质量，为学生提供个性化学习产品，通过互联网扩大优质教育资源覆盖面，促进区域发展公平而有质量的教育。