前沿

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研究人員在織物上構建微型超級電容器

據報道，河南洛陽師范學院化學化工學院博士生王桂霞與美國研究人員合作，通過利用二氧化碳激光刻蝕氧化石墨烯層，首次實現(xiàn)在織物上構建以石墨烯為基底的微型超級電容器，相關成果在線發(fā)表于《電源雜志》。

據悉，全固態(tài)微型超級電容器已經成為便攜式和可穿戴電子產品有吸引力的儲能單元，但由于其柔韌性和耐水洗性能差而使其在實際應用中受到限制。

研究人員利用二氧化碳激光刻蝕在柔性聚對苯二甲酸乙二醇酯織物上浸涂氧化石墨烯涂層。經過激光刻蝕成同心圓形的石墨烯氧化物層具有適合構建電化學雙層的三維多孔結構。為了提高所制備的微型超級電容器的耐洗性和柔韌性，研究人員使用全固態(tài)電解質硫酸—聚乙烯醇，并利用交聯(lián)劑戊二醛將經過激光刻蝕的氧化石墨烯層和硫酸—聚乙烯醇電解質交聯(lián)到聚對苯二甲酸乙二醇酯織物上。制備得到的全固態(tài)平面微型超級電容器表現(xiàn)出優(yōu)異的柔韌性，高的面積比電容以及彎曲和洗滌時良好的速率能力。此外，得到的超級電容器也具有較高的功率密度、能量密度以及循環(huán)穩(wěn)定性。

（摘編自中國科學報）

涂層法制備可升溫手套

據悉，馬薩諸塞大學阿姆赫斯特分校的研究人員開發(fā)出了一種制造電熱布的方法。材料科學家 Trisha Andrew解釋說：“使用一種用于納米涂層織物的蒸汽沉積方法，在一副普通的老式棉布手套的手指上涂上一種聚合物，即聚（3,4-乙烯二氧噻吩）或 PEDOT，一枚重 1.8 克（0.0039磅）的硬幣電池給手套提供動力，讓少量的電流通過，這樣就會升溫，但不會對皮膚造成傷害。并且因為手指需要很高的曲率，也可以說明材料非常靈活?！?/p>

該團隊制作的測試手套讓手指保持了大約8小時的溫度，若使用可充電電池，則可延長時間。而且如果它們在被撕裂、修復甚至在水中浸泡之后仍可繼續(xù)工作，那么在雨雪天氣里，戴手套的人都不會感到寒冷。另外，該團隊還在毛衣上涂了一層棉紗，這種材料產生了良好的效果，表明這種涂層方法可以用于多種服裝。

（摘編自威鋒網）

Supreme Corp開發(fā)出高導電性紗線

位于北卡羅來納州的高科技纖維及紡織品制造商Supreme Corporation，開發(fā)出用于先進智慧布料的高導電性紗線。據悉，新的Volt智慧紗線(Volt Smart Yarns)最多可包含4根像頭發(fā)般粗細的電線，能夠以公尺為單位售賣。

該項專為商業(yè)縫紉機使用而設計的紗線，可以作成梭織布料及針織布料，并具有加溫、開關控制和容量的功能，能與無線技術相互運用，可成為具有強度沖擊和觸摸的感應器。Supreme Corporation執(zhí)行長Matthew Kolmes表示：“這是目前市面上第一款具有高導電性的紗線，也是唯一能夠傳送電力、接地和傳遞訊號，并具功能性、用于可穿戴式智慧服裝的紗線?！?/p>

位于Hickory的SupremeCorporation，以專門研究高性能、專利保護紗線和個人防護衣而著稱，特別是將產品運用在執(zhí)法裝備上。目前其在高科技紗線和布料方面擁有60項專利，另有15項專利尚待批準。Kolmes表示：“我們可以利用Volt來改造附有導電智慧紗線的警察防彈衣，讓其成為具有強度沖擊的感應器。或者納入藍牙發(fā)射器，如果一名警察失聯(lián)，關鍵訊息將立即被傳送到總部。”

（摘編自亞洲紡織聯(lián)盟）

超疏水智能涂層研究獲進展

中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所張珽研究員團隊構筑了有多級微納復合結構的多壁碳納米管（MWCNT）/熱塑性彈性體（TPE）復合超疏水智能涂層，該涂層同時兼具了超疏水和優(yōu)異的應變感知性能，可以有效抵抗環(huán)境中水、酸液、堿液、汗液等的干擾，如圖所示，(a)、(b)為多功能智能涂層表面形貌，(c)為水滴(～3mL)在未處理、堿、酸、紫外處理之后的智能涂層表面的光學照片，(d)為智能涂層截面的微觀形貌。

從研究結果來看，得益于復合涂層中梯度分布的TPE和穩(wěn)定的微米孔-納米突起復合結構，該多功能涂層既可以與柔性襯底（如：柔性織物、聚酰亞胺、聚乙烯等）穩(wěn)定結合也可與剛性襯底（如：玻璃、金屬等）良好的結合，且符合Wenzel以及Cassie模型，具有非常穩(wěn)定的超疏水性能（接觸角～162°）；另一方面多孔微納復合結構給予MEWCNT/TPE復合網絡對拉伸、彎曲以及扭曲優(yōu)異的應變感知能力：實現(xiàn)了高靈敏度（GF：5.4～80），高分辨率（1°的彎曲），快速響應時間（＜8ms），大應變范圍（最大應變 ～76%、彎曲角度 0° ～140°、扭曲 0～350radm-1）以及高穩(wěn)定性（5000次大應變拉伸實驗）。

該團隊還成功實現(xiàn)了多功能應用：在復合材料中加入四氧化三鐵（Fe3O4）納米粒子構筑磁驅動“水黽”機器人；形成智能織物全范圍實時監(jiān)測人體動作等。

（摘編自中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所）

利用結構色使碳纖維及其織物著色

據報道，湖北大學王世敏教授和武漢紡織大學徐衛(wèi)林教授等指導的研究團隊研究出一種有效、易操作的碳纖維織物著色方法，不僅顏色可調，還具有優(yōu)良的耐洗滌性能。這項研究已經發(fā)表在國際材料科學領域頂級期刊《ACS Nano》上。該研究主要從仿生結構生色的思路出發(fā)，采用ALD（原子層沉積）技術在碳纖維/織物表面構建尺度各異的非晶TiO2薄膜，實現(xiàn)了碳纖維及其織物的著色。

由于碳纖維織物表面主要是化學惰性的sp2鍵，啟動CFF上的ALD反應比較困難。這項研究利用碳纖維表面存在的缺陷和含氧官能團（如-OH和-COOH），可有效啟動TiO2薄膜生長的特性，首先引入TIP（四異丙醇鈦），通過碳纖維表面上-OH或-COOH的活性基團的自限制化學反應在碳纖維表面形成-OCH（CH3）2，并引入H2O與-OCH（CH3）2反應形成單層TiO2薄膜和外露的-OH，每個步驟之后通過氮氣吹除剩余物質。通過重復上述ALD循環(huán)數目，可以精確地調節(jié)所需的TiO2薄膜厚度。

通過控制非晶TiO2薄膜的厚度，該研究實現(xiàn)了三原色紅、黃、藍的成功制備，并能通過三原色的復合，即改變碳纖維織物表面ALD TiO2的厚度，獲得其他各種不同的顏色。且所形成的TiO2薄膜耐洗滌性能優(yōu)良，可經受50次的洗滌。這一成果為實現(xiàn)碳纖維及其織物的生態(tài)著色指明了方向。

（摘編自紡織導報）

新型過濾紙過濾效率高且透氣性好

最近，中國科學院上海硅酸鹽研究所朱英杰研究員及其科研團隊，在之前羥基磷灰石超長納米線耐火紙的研究工作基礎上，成功研制出一種可高效清除空氣PM2.5細顆粒物的新型羥基磷灰石超長納米線基過濾紙，以及用該材料作為濾芯的過濾口罩。該新型過濾紙生物相容性好、環(huán)境友好、無毒無害、柔韌性高、納米線之間可自組裝形成三維網絡納米多孔結構、表面吸附能力強，可有效攔截、吸附和過濾空氣PM2.5細顆粒物，過濾效率高。

為了顯著改善新型過濾紙的透氣性，該團隊采用羥基磷灰石超長納米線作為主要構建材料，再與植物纖維復合，從而形成多級復合孔道結構，實現(xiàn)了在保持空氣PM2.5細顆粒物高過濾效率的同時，還可大大提高過濾紙的透氣性。

重要的是，該新型過濾紙在中度、重度、嚴重污染等不同程度的空氣污染環(huán)境中，對PM2.5細顆粒物的過濾效率均高于95 %，可作為核心過濾材料嵌入日常過濾口罩中，實現(xiàn)在各種霧霾天氣環(huán)境中個人的有效防護。并且還可多次重復和長時間使用。

此外，該團隊還研制出一種具有抗菌功能的新型羥基磷灰石超長納米線基過濾紙，對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌等常見細菌具有高效抗菌活性，有望應用于高效抗菌過濾口罩。該新型過濾紙還有望作為高效濾芯材料應用于空氣凈化器、空調等產品中。相關研究結果發(fā)表在國際著名學術期刊——英國皇家化學會《材料化學期刊A》上，并申請1項發(fā)明專利。

（摘編自中國科學院上海硅酸鹽研究所）

石墨烯復合水凝膠纖維可實現(xiàn)形狀顏色雙重仿生

據悉，東南大學生物電子學國家重點實驗室趙遠錦教授和顧忠澤教授的研究團隊提出了一種通過膠體納米粒子在毛細管中快速自組裝來形成所需形貌結構色材料的新策略。由于固－液－空氣界面下降和膠體組裝的不同步過程，這些納米顆?？梢栽诿毠艿膬缺砻嫔闲纬煞蔷鶆虻沫h(huán)形條紋圖案。研究人員可以通過調整膠體自組裝過程中的相關參數，如毛細管內徑和膠體粒子濃度來精確地調整結構色條紋圖案的寬度和間距。同時，通過使用不同粒徑的粒子進行單根毛細管組裝，可以實現(xiàn)具有不同結構色或不同結構色組合的條紋圖案。

有趣的是，通過將近紅外光響應石墨烯水凝膠整合到結構色條紋圖案中，這種復合材料可以像一些生物一樣被賦予自我報告和可逆的彎曲行為。研究人員用單側近紅外光去照射纖維，由于石墨烯水凝膠優(yōu)越的光熱轉化效率，受照射區(qū)域會發(fā)熱而發(fā)生收縮。這樣不均衡的局部收縮不僅會導致纖維向光彎曲，還會導致結構色區(qū)域性藍移。這表明通過觀察特定位置處條紋的結構色，可以半定量地確定纖維的彎曲角度。

進而研究人員將該結構色彩水凝膠條紋設計成了一種具有防偽功能的動態(tài)條形碼標簽。與現(xiàn)有條形碼相比，這種條形碼提供了更加復雜的信息，從而提高了偽造者偽造的難度。令人興奮的是，通過將近紅外光整合到條形碼讀取器中，這些結構色條紋圖案可以在掃描器下顯示出動態(tài)的顏色變化，甚至是隱藏的編碼信息。這些結果表明，以動態(tài)編碼信息和顏色為特征的通用條形碼標簽對于防偽領域具有很大的潛力。

（摘編自高分子科學前沿）

印度開發(fā)新型3D打印可穿戴天線

據悉，印度國家跨學科科學與技術研究所(NIIST)的研究人員使用3D打印來開發(fā)一種可以嵌入織物的新型可穿戴天線。它是一種由導電銀墨水3D打印的可穿戴天線，靈活輕便，不會被氧化。天線嵌入的聚酯織物上的底部電極是3D打印的，E形貼片天線有多種應用，包括防御、遠程醫(yī)療和環(huán)境監(jiān)測。

科欽科技大學的P. Mohanan博士說：“我們的目標是制造可佩戴的天線，它可以嵌入到偏遠地區(qū)士兵穿的夾克中，通過將天線連接到不同的傳感器，如溫度、壓力和ECG傳感器，數據可以傳輸到遠程服務器。天線可以以非侵入的方式感知和傳送數據，這樣我們就可以監(jiān)視士兵的健康?！?/p>

據了解，天線長約3厘米，寬4厘米，工作在3.37赫茲。它涂有PVC聚合物以使其具有防水性，并且可以編織成用于WiMAX(全球微波接入互操作性)應用的紡織品。為了最大限度地發(fā)揮柔性，同時在絲網印制過程中保持墨水不會滲透到材料中，研究人員在層之間用聚丙烯酸酯片材熱壓三層織物，然后將聚丙烯酸酯片作為粘合劑。

（摘編自中國3D打印網）

美國杜邦發(fā)布新一代耐用紡織品解決方案

10月19日，美國杜邦公司發(fā)布了Sorona?品牌、英威達尼龍?品牌和杜邦Tate & Lyle生物產品新一代工作服系列。工作服和戶外服裝可持續(xù)紡織品解決方案是將多層次的高性能材料與耐用的織物整合在一起，為服裝、鞋類和齒輪設計者提供更多的選擇。

英威達尼龍?品牌和杜邦Tate & Lyle生物制品創(chuàng)造出的新一代高效生態(tài)紡織品解決方案，結合了織物持久的耐磨性以及生物susterra?丙涂料和薄膜，提高了消費者的接受度，同時品牌還將推出一個整合杜邦Sorona?生物基創(chuàng)新軟殼的高性能纖維技術的面料。

經過幾十年的研究，杜邦的科學家們發(fā)現(xiàn)了潛在基礎物1,3丙二醇–砌塊生產的一個方法，而這種砌塊，是利用現(xiàn)代生物技術完成Sorona?和susterra?品牌解決方案，生產高性能、可再生的植物纖維、涂層和薄膜的環(huán)保高效的創(chuàng)新紡織解決方案。經過品牌經營授權的珠峰服裝面料廠對這一持久的生物基尼龍織物軟殼液?進行開發(fā)，其軟殼板具有持久的尼龍naturalle?織物的外表面、超過25%的可再生來源材料和支持膜中間層聚氨酯生物，有助于將羊毛手感和輕量級Sorona?纖維融合。

（摘譯自杜邦工業(yè)公司/馬安冬）

帝人推出超級排汗芳綸防護服

10月11日，帝人Aramid公司宣布推出超級吸濕排汗面料Teijinconex?coolnex，該面料輕薄柔軟，突出特點是在不失去阻燃性的前提下，可迅速吸濕排汗。

該面料為單層織物，結合了個人防護面料和高性能運動面料的特點，可提供卓越的熱防護性能，來抵御高溫、火焰和火災。同時又可將汗水排出體外，產生棉花般的舒適感，并且吸濕排汗性能優(yōu)于棉、粘膠和傳統(tǒng)的芳綸織物。該織物使用高性能芳綸?或Technora?對位芳綸纖維，可增強其強度和耐久性。Teijinconex?coolnex超級吸濕排汗面料不僅保留了其熱保護性能，還擁有舒適性能。

帝人芳綸在專業(yè)防護服裝和運動裝上有悠久的歷史和寶貴的經驗，可進一步研發(fā)舒適的阻燃工作服，其內置的阻燃和防潮釋放性能可使織物成為真正出色的日常使用面料。

（摘譯自帝人集團/馬安冬）