在技术融合的时代，材料科学与电子信息技术的交叉催生了柔性智能热管理系统(Flexible Intelligent Thermal Management Systems, FITMS)。柔性智能热管理系统是一种先进的解决方案，旨在以灵活和智能的方式检测和调节人体、设备和环境的温度。当传统的刚性传感器由于空间限制、非标准形状或便携性需求而无法满足需求时，这些系统变得尤为重要。该系统最初使用柔性温度传感器实时监测温度;然后它收集温度数据并将其转换为电信号；这些信号通过有线或无线通信技术传输到中央服务器或控制单元；服务器接收并分析信号后，以可视化的形式向用户提供反馈。该智能系统可确保实时准确的温度监测，与用户进行有效的沟通和互动，以及高度自适应和用户友好的热管理解决方案。虽然目前已有综述聚焦功能材料、传感器设计及系统集成，但多数缺乏对实际应用场景的深度剖析。因此，仍然需要对柔性智能热管理系统的先进材料、系统集成和实际应用进行全面的综述。

近日，河南大学柔性电子学院黄维院士团队张洪健副教授课题组综述了FITMS的最新研究进展、组成材料、制造方法、信号传输和反馈系统及其应用。首先，研究了柔性衬底与新型温度传感材料之间的相互作用，增强了系统的性能和适应性。然后，探讨了关键的信号传输和反馈机制，详细介绍了这些系统如何处理温度数据并确保响应性热调节。随后，讨论了这些系统在三个主要领域的应用：用于医疗目的的人体温度管理，用于操作稳定性的设备温度管理和用于生态平衡的环境温度管理。最后，讨论了柔性智能热管理系统在各个领域的挑战、前景和前所未有的机遇。

图1. FITMS的核心技术模块

柔性温度传感器通过结合各种温度敏感材料和衬底材料，在满足系统灵活性和耐用性要求的同时，提供高灵敏度的温度检测。它们的性能不仅取决于传感器的类型，还取决于衬底材料、温度敏感材料和制造方法的选择。文章介绍了柔性温度传感器的关键组件，包括它们的类型、衬底材料、温度敏感材料和制造技术，并分析了不同材料间的性能权衡和优化方面的主要挑战。

图2. 传感器的柔性衬底

图3. 传感器的敏感材料

图4. 传感器的主要制备方式

信号传输和反馈系统是柔性智能热管理系统的重要组成部分。这些系统协同工作，通过处理温度数据和实施响应措施来维持所需的热环境。温度传感器信号可以通过近场通信(NFC)、无线射频识别(RFID)或蓝牙等技术无线传输到智能热管理系统。一旦数据被进一步处理，反馈系统就开始确定适当的响应措施。信号传输和反馈系统共同使热管理方法具有动态性和智能化。

图5. FITMS的信号传输与反馈系统

通过医疗健康监测、工业设备防护、智慧农业管理等案例，验证系统在效率提升、成本降低及生态保护方面的价值。首先，在人体热管理领域，这些系统可以应用于电子皮肤等可穿戴设备，实现实时温度监测，早期发现健康问题。此外，用于术后康复的智能轮椅和假肢从智能热管理中获益良多。这些应用不仅改善了患者的舒适度，而且提高了医疗和康复过程的有效性。其次，在设备热管理领域，灵活的智能热管理系统有助于防止电池过热和潜在危害; 从而确保工业和消费电子产品的安全高效运行。它们还提高了人机交互的效率、安全性和用户体验。第三，在环境热管理领域，这些系统可以监测环境温度，以确保安全并协助农业发展。在智能家居中，灵活的智能热管理系统可以提高能源效率，保持舒适的生活条件。

图6. FITMS的应用

文章最后展望未来挑战与机遇：指出材料稳定性、多模态集成及规模化生产的瓶颈，并提出基于AI与纳米技术的突破方向。为柔性智能热管理技术的创新发展提供了全景视角，助力其在下一代智能设备、可持续能源及智慧城市中的广泛应用。

综上，随着功能材料与新兴技术的快速发展，智能热管理系统已从传统单一温度数据采集，演变为集柔性温度传感装置、高效信号采集系统及基于分析结果的反馈调节控制于一体的多功能系统。其功能覆盖基础温度监测到高级报警与调控的全链条，广泛应用于可穿戴健康设备、智能家居、智慧农业等领域。通过替代笨重刚性组件，这类系统以更高的灵敏度、精度和适应性重塑了现代热管理模式。

相关成果以“Flexible intelligent thermal management systems: Sensing devices, signals, and applications”为题发表在Nano Energy期刊上。河南大学柔性电子学院冯子潇同学为该研究论文的第一作者，黄维院士、张洪健副教授、刘振国教授为本文共同通讯作者。本工作得到了国家自然科学基金、中国博士后科学基金、河南省高等学校重点科研项目计划、河南省科技攻关项目等经费的支持。

原文链接： https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2025.110842