Stretchable h‐BN/TPU Fibers for Passive‐Active Dual‐Mode Thermal Management and Wearable Haptic Interfaces

作者
Yiwei Zhou,Shanshan Long,Bo Chen,Maohua Li,Linhong Li,Yue Qin,Rongjie Yang,Hanxi Chen,Cheng‐Te Lin,Yixiang Xu,Kean How Cheah,Nan Jiang,Jinhong Yu
出处
期刊:Advanced Science [Wiley]
卷期号:: e78162-e78162
标识
DOI:10.1002/advs.78162
摘要

ABSTRACT Wearable thermal interfaces require rapid, spatially confined thermal feedback together with mechanical compliance, yet existing passive thermal‐management textiles and active thermal‐haptic devices remain largely separate. Here, a stretchable h ‐BN/TPU composite fiber is developed by coupling microfluidic spinning with non‐solvent‐induced phase separation. Rectangular‐channel confinement aligns hexagonal boron nitride plates within a microporous thermoplastic polyurethane matrix, constructing directional heat‐conduction pathways while preserving large deformation. The optimized 30 wt.% h ‐BN/TPU fiber achieves a dry‐state thermal conductivity of 2.08 and 4.14 W·m −1 ·K −1 under humid conditions, together with 9.67 MPa tensile strength and 422% elongation at break. Pareto‐front analysis identifies the 30 wt.% composition as the thermal‐mechanical knee, arising from the coupled effects of filler orientation, low void fraction, and deformable TPU domains. Woven h ‐BN/TPU fabrics provide passive thermal management, reducing surface temperature by 5.7°C under simulated solar irradiation and maintaining performance after 2000 bending cycles. When integrated into a thermal feedback glove, the fabric enables localized fingertip actuation with a heating rate of +29.55°C·s −1 and a thermal relaxation time of ∼20 s (returning below the warm perception threshold of 35°C). This fiber platform bridges passive heat regulation and active thermal haptics for next‐generation thermally interactive wearables.
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