CN110565176A - 一种基于碳纳米管的可调温织物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于碳纳米管的可调温织物及其制备方法。所述可调温织物包括：内结构层，其包括碳纳米管层以及覆设于碳纳米管层上的金属层，所述金属层的红外光线发射率低于碳纳米管层的红外光线发射率；以及，外结构层，其至少覆盖所述内结构层的第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面于所述内结构层的厚度方向上相互背对设置，所述外结构层具有孔洞结构并可使红外线透过。所述制备方法包括：在碳纳米管薄膜表面沉积金属层，形成内结构层；以及，至少以外结构层覆盖所述内结构层的第一表面和第二表面。本发明不消耗任何其他能源，利用内结构层正反两个方向红外发射率的差异，可根据环境冷暖变化自动进行调温，同时实现保温或制冷效果。

Description

一种基于碳纳米管的可调温织物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种可调温织物，具体涉及一种基于碳纳米管的可调温织物及其制备方法，属于纳米新材料技术领域。
背景技术
近年来，随着纺织科研技术的发展和人们对更高生活品质的需求，织物面料逐渐向多功能、智能化方向发展。织物在适应生理需求及环境变化方面具有额外的积极作用，这种功能被称为“积极热舒适调节”。现如今，智能可调温织物已逐步应用到服装制造中，对于改善热舒适性和服用性具有显著效果。但到目前为止，大多数智能调温织物是通过通电加热或风扇散热的方式实现织物调温功能，此类织物缺点为消耗能源、穿着不便且影响舒适性。智能调温织物近年来备受研究人员关注，制备调温织物的方法主要有三种：热辐射调控法(Science,2019，363(6427):619-623.Nature Communications,2017,8(1):496.)、热对流调控法(Advanced Materials,2018:1802152.Science,2016,353(6303):1019-1023)与热传导调控法(ACS Nano,2017:acsnano.7b06295.)。此外，一些已有专利也备受研究人员关注，如溶胶-凝胶法：一种溶胶-凝胶技术制备调温织物的方法(CN102677471A[P].2012.)、纱线交织法：一种吸湿导湿调温织物的生产方法(CN109112700A[P],2018.)。从上述文献和专利中可以看出，目前的智能调温织物仍主要存在以下缺点：1)传统织物如棉麻纺织品等，不能基于人体红外辐射原理动态匹配人体红外辐射，使得传统织物只能单一的控制人体的热舒适环境。2)传统织物厚度厚，质量重，穿着在人身体上时没有智能可调温织物舒适。3)目前市场上在售的调温织物大多数以电加热或电吹风方式实现保温或制冷，消耗能源且效率低，只可实现保温或制冷功能。4)目前文献报道的可调温织物在传统织物基础上加入纳米颗粒或涂层，影响舒适性。5)如消耗外界能量，无法自调温、服用性差等，由此需要对织物结构进行设计，以制备出调温性能优异、服用性好的织物。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于碳纳米管的可调温织物及其制备方法，以克服现有技术的不足。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明实施例提供了一种基于碳纳米管的可调温织物，其包括：
内结构层，其包括碳纳米管层以及覆设于所述碳纳米管层上的金属层，所述金属层的红外光线发射率低于所述碳纳米管层的红外光线发射率；以及，
外结构层，其至少覆盖所述内结构层的第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面于所述内结构层的厚度方向上相互背对设置，所述外结构层具有孔洞结构并可使红外线透过。
在一实施方案之中，所述金属层的材质包括铜、银或金。
本发明实施例还提供了前述基于碳纳米管的可调温织物的制备方法，其包括：
提供碳纳米管薄膜；
在所述碳纳米管薄膜表面沉积金属层，形成内结构层；以及，
至少以外结构层覆盖所述内结构层的第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面于所述内结构层的厚度方向上相互背对设置，所述外结构层具有孔洞结构并可使红外线透过。
本发明实施例还提供了一种可调温织物调温性能测试***，其包括：
加热垫，其设置于密封环境中，并用于模拟人体皮肤；
第一温度检测装置，其至少用于监测所述加热垫的温度；
第二温度检测装置，其至少用于监测所述密封环境的温度；
在所述测试***工作时，待测试的可调温织物被置于所述加热垫上。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
1)本发明利用红外发射率较高的碳纳米管薄膜与红外发射率较低的电子束蒸镀金属层作为可调温织物的内层，在外层利用静电纺丝技术制备红外透过率较高且生物相容性好的材料薄膜，制备可调温织物；本发明不消耗任何其他能源，利用内层材料正反两个方向红外发射率的差异，可根据环境冷暖变化自动进行调温，可同时实现保温或制冷效果；
2)本发明制得的可调温织物具有一定的柔性与耐磨性，由于碳纳米管的存在，该织物具有和传统织物相似的力学强度，能满足正常使用要求；
3)本发明的可调温织物中碳纳米管薄膜、金属层与静电纺丝膜复合效果良好。制备过程中没有使用粘接剂，但作为织物使用，层与层之间不会脱落。相对于其他调温织物或传统织物，该方法制备的可调温织物最薄，厚度仅为18-25μm，在重量及厚度上具有很大优势，改善了传统织物厚重的缺点；
4)本发明的可调温织物结构中虽镀有金属层，但金属层厚度仅为120～400nm，可调温织物仍保持很好的柔性与轻质特性，不影响人体穿着舒适感；
5)本发明的可调温织物所用材料为碳纳米管薄膜、金属(如铜)、尼龙膜，没有有毒危险物品，符合绿色环保的概念；
6)本发明的可调温织物的制备工艺简单，可扩大批量生产，实现产品化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图进行简单的介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅作为本文发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1是本发明一典型实施例中一种基于碳纳米管的可调温织物的制备方法流程图。
图2是本发明一典型实施例中一种基于碳纳米管的可调温织物的结构示意图。
图3是本发明一典型实施例中一种基于碳纳米管的可调温织物调温性能测试装置示意图。
图4是本发明一典型实施例中一种基于碳纳米管的可调温织物调温性能测试装置侧面图。
图5是本发明实施例1中一种基于碳纳米管的可调温织物的保暖制冷性能测试图。
图6是本发明实施例2中一种基于碳纳米管的可调温织物的保暖制冷性能测试图。
图7是本发明实施例3中一种基于碳纳米管的可调温织物的保暖制冷性能测试图。
具体实施方式
如前所述，鉴于现有技术的缺陷，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案，其主要涉及利用红外发射率较高的碳纳米管薄膜与红外发射率较低的电子束蒸镀金属层作为可调温织物的内结构层，在外层利用静电纺丝技术制备红外透过率较高且生物相容性好的材料薄膜，制备基于碳纳米管的可调温织物。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
作为本发明技术方案的一个方面，其所涉及的系一种基于碳纳米管的可调温织物，其包括：
内结构层，其包括碳纳米管层以及覆设于所述碳纳米管层上的金属层，所述金属层的红外光线发射率低于所述碳纳米管层的红外光线发射率；以及，
外结构层，其至少覆盖所述内结构层的第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面于所述内结构层的厚度方向上相互背对设置，所述外结构层具有孔洞结构并可使红外线透过。
在本发明中，碳纳米管作为可调温织物的内层材料是不可取代的。碳纳米管是由单层或多层石墨片卷曲而成的一维纳米材料，具有独特结构和众多优良物性，如质量轻、力学性能优越、结构柔韧性好、以及化学稳定性和耐高温特性，尤为重要的一点是碳纳米管的红外发射率相对比于其他材料高。因此，碳纳米管的轻质、柔性和较高的红外发射率特性决定了碳纳米管有望作为智能可调温织物内层的理想材料。若选用其他红外发射率较高的材料作为可调温织物的内层，其柔性及结构稳定性定将不如碳纳米管薄膜。
在一实施方案之中，所述可调温织物内结构层中的金属层材质为红外发射率低的金属，例如可以是金属铜(Cu)层，也可以由其他红外发射率较低的金属如银(Ag)、金(Au)代替，可利用电子束蒸镀的方法将其他金属镀在碳纳米管表面。
进一步地，所述金属层的厚度仅为120～400nm，可调温织物仍保持很好的柔性与轻质特性，不影响人体穿着舒适感。因此金属层不可过厚，否则会影响织物服用性。
进一步地，所述金属层是由金属在碳纳米管层表面沉积形成。
进一步地，所述碳纳米管层的厚度为10～12μm。
在本发明中，所述可调温织物的调温机理在于其中内结构层正反面红外发射率的差异，因此内结构层可选用红外发射率差异较大的材料。当两层的红外发射率差异越大时，可调温织物的保温或制冷效果将更加明显，故内结构层的红外发射率差异是实现可调温织物调温的关键点。
在一实施方案之中，本发明的外结构层由生物相容性材料构成，优选为静电纺丝尼龙(PA6)纤维膜，也可选用其他红外透过率较高且生物相容性好的材料。
进一步地，所述外结构层的厚度为4～6μm。
进一步地，所述外结构层与所述碳纳米管层和/或金属层直接复合。
进一步地，所述外结构层包括直接形成在所述碳纳米管层或金属层表面的静电纺丝纤维膜。
进一步地，所述外结构层对于红外光线的透过率在90％以上。
进一步地，所述外结构层包括由尼龙纤维交织构成的尼龙纤维膜，所述尼龙纤维膜具有多孔结构。
更进一步地，所述尼龙纤维膜为由横竖排列的无序纤维构成的交叉结构，且具有多孔结构。生物相容性好，且对于红外光几乎可以完全透过，对于可见光呈白色，不会影响内层材料的红外辐射机制，是作为外层材料的最佳选择。
由于静电纺丝制备尼龙纤维膜的此种特性，才使得可调温织物内结构层发挥红外调控的作用，故静电纺丝尼龙纤维膜(PA6)也是不可取代的。
进一步地，所述基于碳纳米管的可调温织物的厚度在25μm以下。相对于其他调温织物或传统织物，该方法制备的可调温织物最薄，厚度仅为18～25μm，在重量及厚度上具有很大优势，改善了传统织物厚重的缺点。
综上所述，本发明的可调温织物结构中每层厚度均可自由调控，碳纳米管薄膜与电子束蒸镀金属层的厚度不同可获得不同的红外发射特性，本发明不消耗任何其他能源，利用内层材料正反两个方向红外发射率的差异，可根据环境冷暖变化自动进行调温，可同时实现保温或制冷效果。
作为本发明技术方案的另一个方面，其所涉及的是前述基于碳纳米管的可调温织物的制备方法，其包括：
提供碳纳米管薄膜；
在所述碳纳米管薄膜表面沉积金属层，形成内结构层；以及，
至少以外结构层覆盖所述内结构层的第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面于所述内结构层的厚度方向上相互背对设置，所述外结构层具有孔洞结构并可使红外线透过。
在一实施方案之中，所述制备方法包括：采用电子束蒸镀技术在所述碳纳米管薄膜表面沉积金属层，其中的蒸镀沉积速度为沉积时间为300～800s。
进一步地，本发明中需要在碳纳米管薄膜与电子束蒸镀金属层分别静电纺丝尼龙纤维膜，所得织物结构见图2。结构中每层厚度均可自由调控，碳纳米管薄膜与电子束蒸镀金属层的厚度不同可获得不同的红外发射特性，以实现不同的保温或制冷效果。
在一实施方案之中，所述的制备方法包括：采用静电纺丝技术在所述碳纳米管层或金属层表面形成静电纺丝纤维膜，制得所述外结构层。
进一步地，所述的制备方法包括：
提供尼龙甲酸溶液；
以所述尼龙甲酸溶液作为静电纺丝液，采用静电纺丝技术分别在所述碳纳米管薄膜、金属层表面形成静电纺丝尼龙纤维膜，制得所述外结构层。
进一步地，所述静电纺丝技术采用的纺丝针头的直径为0.7～0.8mm，静电纺丝正电压为13～15kV，静电纺丝负电压为-2～0kV，扫描起点为100～110mm，扫描行程为120～150mm，静电纺丝距离为12～15cm，静电纺丝时间为5～7h，静电纺丝环境温度为17～25℃，环境湿度为45～60％。
进一步地，所述静电纺丝液为22％尼龙甲酸溶液，制备方法为：称取22g尼龙(PA6)固体颗粒，与78g甲酸在常温下混合，并置于50℃磁力搅拌加热台搅拌1h，使尼龙颗粒在甲酸中充分溶解。冷却后即制得22％尼龙甲酸溶液。
作为本发明技术方案的另一个方面，其所涉及的是一种可调温织物调温性能测试***，其包括：
加热垫，其设置于密封环境中，并用于模拟人体皮肤；
第一温度检测装置，其至少用于监测所述加热垫的温度；
第二温度检测装置，其至少用于监测所述密封环境的温度；
在所述测试***工作时，待测试的可调温织物被置于所述加热垫上。
进一步地，所述的可调温织物调温性能测试***还包括隔热基底，所述加热垫设置在所述隔热基底上。
进一步地，所述的可调温织物调温性能测试***还包括样品夹具，其用于将待测试的可调温织物固定在加热垫上。
进一步地，所述密封环境由玻璃罩与隔热材料围合形成。
进一步地，所述可调温织物为前述的基于碳纳米管的可调温织物。
进一步地，所述第一温度检测装置、第二温度检测装置包括热电偶。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1所示，本实施例中基于碳纳米管的可调温织物的具体制备步骤如下：
1)碳纳米管薄膜：取用浮动催化剂化学沉积法(CVD)制备的碳纳米管薄膜，厚度为10μm(苏州捷迪纳米科技有限公司)。
2)电子束蒸镀铜：利用真空电子束镀膜机(成都现代南光真空设备有限公司)在碳纳米管薄膜上镀铜，设置镀铜沉积速度为沉积时间为400s，最终在碳纳米管薄膜上镀上180nm铜层。
3)配置22％尼龙甲酸溶液：称取22g尼龙(PA6)固体颗粒，与78g甲酸在常温下混合，并置于50℃磁力搅拌加热台搅拌1h，使尼龙颗粒在甲酸中充分溶解。冷却后即制得22％尼龙甲酸溶液。
4)静电纺丝尼龙纤维膜：首先将镀铜的碳纳米管薄膜平铺至收集板上，然后将配置好的尼龙甲酸溶液抽取至纺丝针管中，采用22G针头(针头直径0.7mm)进行静电纺丝。设置静电纺丝正电压为15kV，负电压为-2kV，扫描起点为110mm，扫描行程为150mm，纺丝喷头与接收板之间的距离为15cm，纺丝时间为5h。静电纺丝时环境温度为17℃，环境湿度为50％。
5)静电纺丝结束后，将镀铜的碳纳米管薄膜翻面，将另一面也静电纺丝尼龙纤维膜，厚度均为4μm。纺丝参数与步骤4)相同。静电纺丝结束后制得基于碳纳米管的可调温织物，其结构如图2所示。
本实施例的可调温织物调温性能测试装置示意图如图3和图4所示，首先采用玻璃罩与隔热材料制造一个密闭环境，维持湿度恒定，在下方放置隔热泡沫，以确保与外界环境无热交换。在隔热泡沫的上方放置模拟人体皮肤的加热垫，加热垫选用红外辐射曲线与人体皮肤相似的加热垫，且加热垫发热温度在人体正常体温区间，发热恒定。将织物样品覆盖在加热垫上，热电偶探头夹在加热垫与织物样品中间，热电偶测试温度为模拟人体皮肤加热垫的温度。
通过测试比对无织物覆盖、传统织物覆盖、可调温织物覆盖的情况下热电偶显示的温度，可证明可调温织物的调温效果。若测量的温度比传统织物低，则可调温织物实现制冷效果，若测量的温度比传统织物高，则说明可调温织物达到了保暖效果，可参阅图5所示。
实施例2
请参阅图1所示，本实施例中基于碳纳米管的可调温织物的具体制备步骤如下：
1)碳纳米管薄膜：取用浮动催化剂化学沉积法(CVD)制备的碳纳米管薄膜，厚度为11μm(苏州捷迪纳米科技有限公司)。
2)电子束蒸镀铜：利用真空电子束镀膜机(成都现代南光真空设备有限公司)在碳纳米管薄膜上镀铜，设置镀铜沉积速度为沉积时间为300s，最终在碳纳米管薄膜上镀上120nm铜层。
3)配置22％尼龙甲酸溶液：称取22g尼龙(PA6)固体颗粒，与78g甲酸在常温下混合，并置于50℃磁力搅拌加热台搅拌1h，使尼龙颗粒在甲酸中充分溶解。冷却后即制得22％尼龙甲酸溶液。
4)静电纺丝尼龙纤维膜：首先将镀铜的碳纳米管薄膜平铺至收集板上，然后将配置好的尼龙甲酸溶液抽取至纺丝针管中，采用21G针头(针头直径0.8mm)进行静电纺丝。设置静电纺丝正电压为13kV，负电压为0kV，扫描起点为100mm，扫描行程为120mm，纺丝喷头与接收板之间的距离为13cm，纺丝时间为6h。静电纺丝时环境温度为20℃，环境湿度为45％。
5)静电纺丝结束后，将镀铜的碳纳米管薄膜翻面，将另一面也静电纺丝尼龙纤维膜，厚度均为5μm。纺丝参数与步骤4)相同。静电纺丝结束后制得基于碳纳米管的可调温织物，其结构如图2所示。
本实施例的可调温织物调温性能测试装置示意图如图3和图4所示，首先采用玻璃罩与隔热材料制造一个密闭环境，维持湿度恒定，在下方放置隔热泡沫，以确保与外界环境无热交换。在隔热泡沫的上方放置模拟人体皮肤的加热垫，加热垫选用红外辐射曲线与人体皮肤相似的加热垫，且加热垫发热温度在人体正常体温区间，发热恒定。将织物样品覆盖在加热垫上，热电偶探头夹在加热垫与织物样品中间，热电偶测试温度为模拟人体皮肤加热垫的温度。
通过测试比对无织物覆盖、传统织物覆盖、可调温织物覆盖的情况下热电偶显示的温度，可证明可调温织物的调温效果。若测量的温度比传统织物低，则可调温织物实现制冷效果，若测量的温度比传统织物高，则说明可调温织物达到了保暖效果，可参阅图6所示。
实施例3
请参阅图1所示，本实施例中基于碳纳米管的可调温织物的具体制备步骤如下：
1)碳纳米管薄膜：取用浮动催化剂化学沉积法(CVD)制备的碳纳米管薄膜，厚度为12μm(苏州捷迪纳米科技有限公司)。
2)电子束蒸镀铜：利用真空电子束镀膜机(成都现代南光真空设备有限公司)在碳纳米管薄膜上镀铜，设置镀铜沉积速度为沉积时间为800s，最终在碳纳米管薄膜上镀上400nm铜层。
3)配置22％尼龙甲酸溶液：称取22g尼龙(PA6)固体颗粒，与78g甲酸在常温下混合，并置于50℃磁力搅拌加热台搅拌1h，使尼龙颗粒在甲酸中充分溶解。冷却后即制得22％尼龙甲酸溶液。
4)静电纺丝尼龙纤维膜：首先将镀铜的碳纳米管薄膜平铺至收集板上，然后将配置好的尼龙甲酸溶液抽取至纺丝针管中，采用21G针头(针头直径0.8mm)进行静电纺丝。设置静电纺丝正电压为14kV，负电压为-1kV，扫描起点为105mm，扫描行程为130mm，纺丝喷头与接收板之间的距离为12cm，纺丝时间为7h。静电纺丝时环境温度为25℃，环境湿度为60％。
5)静电纺丝结束后，将镀铜的碳纳米管薄膜翻面，将另一面也静电纺丝尼龙纤维膜，厚度均为6μm。纺丝参数与步骤4)相同。静电纺丝结束后制得基于碳纳米管的可调温织物，其结构如图2所示。
本实施例的可调温织物调温性能测试装置示意图如图3和图4所示，首先采用玻璃罩与隔热材料制造一个密闭环境，维持湿度恒定，在下方放置隔热泡沫，以确保与外界环境无热交换。在隔热泡沫的上方放置模拟人体皮肤的加热垫，加热垫选用红外辐射曲线与人体皮肤相似的加热垫，且加热垫发热温度在人体正常体温区间，发热恒定。将织物样品覆盖在加热垫上，热电偶探头夹在加热垫与织物样品中间，热电偶测试温度为模拟人体皮肤加热垫的温度。
通过测试比对无织物覆盖、传统织物覆盖、可调温织物覆盖的情况下热电偶显示的温度，可证明可调温织物的调温效果。若测量的温度比传统织物低，则可调温织物实现制冷效果，若测量的温度比传统织物高，则说明可调温织物达到了保暖效果，可参阅图7所示。
综上所述，藉由本发明的上述技术方案，本发明利用红外发射率较高的碳纳米管薄膜与红外发射率较低的电子束蒸镀金属层作为可调温织物的内层，在外层利用静电纺丝技术制备红外透过率较高且生物相容性好的材料薄膜，制备可调温织物；本发明不消耗任何其他能源，利用内层材料正反两个方向红外发射率的差异，可根据环境冷暖变化自动进行调温，可同时实现保温或制冷效果。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种基于碳纳米管的可调温织物，其特征在于包括：
内结构层，其包括碳纳米管层以及覆设于所述碳纳米管层上的金属层，所述金属层的红外光线发射率低于所述碳纳米管层的红外光线发射率；以及，
外结构层，其至少覆盖所述内结构层的第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面于所述内结构层的厚度方向上相互背对设置，所述外结构层具有孔洞结构并可使红外线透过。
2.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的可调温织物，其特征在于：所述金属层的材质包括铜、银或金；和/或，所述金属层的厚度为120～400nm；和/或，所述金属层是由金属在碳纳米管层表面沉积形成。
3.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的可调温织物，其特征在于：所述碳纳米管层的厚度为10～12μm。
4.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的可调温织物，其特征在于：所述外结构层由生物相容性材料构成；和/或，所述外结构层的厚度为4～6μm；和/或，所述外结构层与所述碳纳米管层和/或金属层直接复合；优选的，所述外结构层包括直接形成在所述碳纳米管层或金属层表面的静电纺丝纤维膜；和/或，所述外结构层对于红外光线的透过率在90％以上。
5.根据权利要求4所述的基于碳纳米管的可调温织物，其特征在于：所述外结构层包括由尼龙纤维交织构成的尼龙纤维膜，所述尼龙纤维膜具有多孔结构。
6.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的可调温织物，其特征在于：所述基于碳纳米管的可调温织物的厚度在25μm以下，优选为18～25μm。
7.如权利要求1-6中任一项所述基于碳纳米管的可调温织物的制备方法，其特征在于包括：
提供碳纳米管薄膜；
在所述碳纳米管薄膜表面沉积金属层，形成内结构层；以及，
至少以外结构层覆盖所述内结构层的第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面于所述内结构层的厚度方向上相互背对设置，所述外结构层具有孔洞结构并可使红外线透过。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：采用电子束蒸镀技术在所述碳纳米管薄膜表面沉积金属层，其中的蒸镀沉积速度为沉积时间为300～800s。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于包括：采用静电纺丝技术在所述碳纳米管层或金属层表面形成静电纺丝纤维膜，制得所述外结构层。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于包括：
提供尼龙甲酸溶液；
以所述尼龙甲酸溶液作为静电纺丝液，采用静电纺丝技术分别在所述碳纳米管薄膜、金属层表面形成静电纺丝尼龙纤维膜，制得所述外结构层。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于：所述静电纺丝技术采用的纺丝针头的直径为0.7～0.8mm，静电纺丝正电压为13～15kV，静电纺丝负电压为-2～0kV，扫描起点为100～110mm，扫描行程为120～150mm，静电纺丝距离为12～15cm，静电纺丝时间为5～7h，静电纺丝环境温度为17～25℃，环境湿度为45～60％。
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