前沿

兼具高微波吸收性和持久自清潔能力的柔性織物

據報道，北京航天航空大學江雷院士、李典森教授團隊利用浸涂法和水熱法在棉織物上構建分層Ti3C2Tx MXene/Ni 鏈/ZnO 陣列雜化納米結構，實現了較強的電磁波衰減能力和較寬的吸收帶寬，其中分層三元納米結構存在協同高性能微波吸收（MA）效應，這種穩定的納米結構還增加了棉纖維的表面粗糙度，經超疏水處理后，可實現持久的自清潔能力。研究成果為可穿戴、自清潔MA 材料提供了一個宏量制備的可能性。

MXene/Ni 鏈/ZnO 陣列棉織物的制備：將清洗后的棉織物（CF）浸泡在MXene 納米片溶液中，然后真空干燥，重復幾次浸泡-干燥過程得到MXene 包覆的CF（即CFM）。CF-M 表面的MXene 納米片呈連續的分層堆積，類似于珠母貝結構，沿著纖維表面建立了導電通路。將CF- M 浸在ZnO 種子溶液，取出干燥；再放入Ni 鏈溶液后，取出干燥。經水熱處理后，得到含有MXene/Ni 鏈/ZnO 陣列的棉織物（CF-MNZ）。最后，對CF-MNZ 進行超疏水處理得到S-CF-MNZ。

實驗發現，2.8mm 厚度的S-CF-MNZ 織物在8.3GHz時可產生-35.1dB 的出色反射損耗，有效吸收帶寬可以覆蓋整個x 波段，厚度僅為2.2 mm。S-CF-MNZ 織物對多種液滴表現出了良好的疏水性和自清潔性，在砂紙打磨、膠帶剝落、紫外照射及酸堿腐蝕處理后，依然保持著優異的疏水性。S-CF-MNZ 織物表現出優異的微波吸收性和持久自清潔性是因為高導電的MXene/ZnO 陣列網絡，形成導電損耗和偶極子極化。Ni 鏈賦予織物磁損耗能力，優化阻抗匹配。S-CF-MNZ 織物的分層混合納米結構使進入織物的電磁波發生多次反射和散射，擴展電磁波的傳播路徑，進一步耗散了電磁能量。S-CF-MNZ 織物在智能服裝、傳感器、柔性電子領域，特別是在惡劣環境下，具有廣闊的應用前景。

（摘編自高分子科學前沿）

以不銹鋼經編網為基底制備柔性可拉伸超級電容器

可拉伸電極基底是制備可拉伸超級電容器的關鍵材料，而研制兼具高導電性和良好拉伸回復性的可拉伸電極基底是一項極大的挑戰。近日，東華大學紡織學院產業用紡織品教育部工程研究中心陳南梁教授團隊與廈門大學劉向陽教授團隊合作在柔性可拉伸超級電容器領域取得重要進展，相關成果發表于國際知名期刊《Advanced Functional Materials》上。

研究人員選擇與頭發絲直徑相當的不銹鋼纖維為原料，通過經編的方法將其編織成具有二維網絡結構的不銹鋼經編網（SSM）。這種不銹鋼網由一個個不銹鋼纖維組成的線圈相互串套，因此不但具有高的電導率而且還具有優秀的拉伸性和拉伸回復性。進而，研究人員以NiCo2S4/CoS2@SSM 為正極材料，AC@SSM 為負極材料和PVA/KOH 凝膠電解質組裝成混合型超級電容器，并對其電化學性能進行測試。研究發現，該超級電容器表現出較高的能量密度、優秀的拉伸回復性、高拉伸循環穩定性和穩定的電化學性能。具備高機械強度和韌性的SSM 提供了器件顯著的靈活性，SSM 基底直接作為集流器，降低了整個器件的電阻。

此外，研究人員還將組裝的可拉伸超級電容器縫在肘部的衣服處來驅動一只LED 燈泡。在肘部反復的彎曲和伸直過程中，LED 仍然保持著明亮，從而直接證明了其所設計的基于不銹鋼網的可拉伸超級電容器具有在可穿戴電子領域的高適用性。在這項工作中，研究團隊編織了一種新穎的SSM 作為基底制備可拉伸超級電容器，與同類型器件相比，具有優異的電化學性能和機械性能，滿足可穿戴要求，為柔性儲能器件提供了新的設計思路。

（摘編自東華大學）

不含全氟化碳（PFC）的疏油紡織品誕生

利用長鏈全氟化合物（PFC-）作為低表面能織物整理劑提高紡織品的防油性、防水性和耐久性是常見的方法。但是，基于PFC 的飾面會嚴重影響健康和環境，降解副產物需要較長時間。近日，哥倫比亞大學Kevin Golovin 課題組開發了使用不含PFC 的表面化學材料制造防油紡織品整理劑的設計參數。通過在給定編織的每根纖維上添加次級的、較短尺寸的紋理，當紋理大小、間距和表面化學性質得到適當控制時，紡織品可以實現強大的拒油性。

疏油織物的制備：織物用氧等離子體處理，經過異丙醇洗滌，壓縮空氣干燥后，放入四乙氧基硅烷（TEOS）和乙醇溶液，室溫下攪拌。加入水和HCl，并升溫攪拌一定時間，冷卻至室溫老化。將樣品進行等離子體處理后，浸入硅烷醇溶液，烤箱中高溫固化后，在室溫下于1,3-二氯四甲基二硅氧烷蒸氣中處理。最后，用異丙醇洗滌以除去樣品中未反應的部分，壓縮空氣干燥后，得到疏油織物。

織物經過等離子蝕刻，表面呈現出親水性。TEOS水解形成的SiO2含有大量的羥基，可以在織物上形成反應層，固化后，構筑合適粗糙度的微納結構（Dfibre*≥π時，織物具有疏油性）。浸入硅烷醇溶液后，織物表面含有大量的硅烷醇基團，可以和1,3-二氯四甲基二硅氧烷的硅氧烷發生反應，從而修飾表面的低表面能。在合適的粗糙度和低表面能的協同作用下，織物獲得了疏油性。研究發現，粒子與纖維共價鍵合，通過磨蝕、洗滌或反復磨損都不能去除表面化學物質或顆粒，具有穩定的疏油性。基于烷基和基于聚二甲基硅氧烷（PDMS）的表面化學材料都可以生物衍生，可生物降解并可以回收利用，因此在機械磨損后重新涂飾仍然是可行的。這種綠色可持續發展織物整理劑的制備策略，為工業化的生產提供了參考價值。

（摘編自材料與測試）

AIE 核殼納米纖維光熱轉換效率達22.36%

據悉，唐本忠院士和深圳大學王東副教授團隊通過對聚集誘導發射（AIE）原理的逆向思考，采用同軸靜電紡絲法，以AIE 活性分子的橄欖油溶液為核心，以PVDF-HFP 為殼層，制備了核殼型納米纖維。活性分子的分子溶解狀態使其在光激發下能夠在納米纖維中自由旋轉和/或振動，從而顯著提高了非輻射能量耗散的比例，光熱轉換效率可達22.36%，是非核殼型納米纖維的26 倍。這種核殼纖維可用于光熱紡織品和由自然光誘導的太陽能蒸汽發電。

聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物（PVDF-HFP）具有良好的穩定性和可紡性，是一種應用廣泛的電紡材料。在具有精確的核-殼結構的纖維中，AIEgen/油溶液被包裹在PVDF-HFP 外殼層中，以避免泄漏。AIE 活性分子BPBBT 被用作光熱轉換分子，因為其在油相中具有優越的旋轉和/或振動。BPBBT 在纖維中的分子運動被聚合物鏈顯著抑制，因此量子產率（QY）高達2.9%，而BPBBT在油溶液和核殼纖維CS-3（核相泵送速率為0.9mL/h）中分子運動被激活，量子產率僅為0.2%。在功率密度為1kW/m2的模擬太陽光照射下，BPBBT/油和CS-3 的溫度分別達到61.1℃和56.1℃，比BPBBT 納米纖維和粉體的高，證明了BPBBT 在光熱轉換中的關鍵作用。

將核相泵送速率分別設定為0.3mL/h 和0.6mL/h，得到核殼纖維CS-1 和CS-2。在陽光照射120s 內，BPBBT 納米纖維、CS-1、CS-2 和CS-3 纖維墊的溫度分別達到最高值40.4℃、46.8℃、50.3℃和56.1℃，光熱轉換效率分別為0.86%、3.54%、10.15%和22.36%。CS-3的光熱轉換效率是BPBBT 納米纖維的26 倍。經過9 次輻照后，溫度沒有明顯變化，表明核殼型纖維具有較高的穩定性。在自然光照下，研究人員在膝蓋上覆蓋一個核殼纖維片1 分鐘后，貼片溫度達到51.2℃，說明其可以應用于光熱貼片或衣物。基于實驗結果，該核殼纖維有望在光熱紡織品和太陽能蒸汽發電中廣泛應用。

（摘編自高分子科學前沿）

既能植入人體又能存儲DNA 的蠶絲硬盤

近日，中國科學院上海微系統所陶虎課題組聯合美國紐約州立大學石溪分校和德州大學奧斯汀分校相關課題組，研發出了世界上首塊基于天然生物蛋白的硬盤存儲器——蠶絲硬盤，相關成果于近日發表在國際知名期刊《自然·納米科技》上。

據介紹，因為蠶絲蛋白可吸收紅外光，所以能夠利用近場紅外納米光刻技術，將蠶絲蛋白當作光盤，在上面實現數字信息的寫入和讀取。制作蠶絲硬盤的過程有點像“攤大餅”，利用近紅外納米光刻技術往蠶絲硬盤里寫入信息則像是在大餅上撒芝麻，整道工藝完成后，“大餅”表面的凹凸痕跡就類似“0”和“1”的數字信號，通過解碼即可獲知所存儲的信息。到目前為止，研究團隊已用這種技術實現了“家蠶食葉圖”“空谷鳥鳴曲”等圖像和音頻文件的準確記錄、存儲和“閱讀”的原理驗證，相關技術已申請專利。

這種以蠶絲蛋白為存儲介質研制出來的存儲器具備諸多獨特的優勢：存儲容量大，每平方英寸可存儲64GB數據；原位可多次重復擦寫；可同時存儲二進制數字信息以及與生命活動直接相關的生物信息；可以植入生物體長期保存，也可以在預設的時間內可控降解。“蠶絲蛋白存儲器不僅可以像普通半導體硬盤那樣存儲圖像、音頻、文字等數字化可編碼信息，還可為活性生物信息儲存提供一個功能巨大的平臺，用于采集存儲生物信息，同時可存儲生物體DNA 和血液樣本。”該項技術的首倡者和主要發明人、上海微系統所2020 前沿實驗室主任陶虎表示，通過調控蛋白質的降解速度，這種存儲器還能夠按照預設的時序可控銷毀，從而用于信息保密。

值得一提的是，蠶絲蛋白在機械強度、生物兼容性、生物降解性、易于功能化和可調節的水溶性等方面都具有良好的表現。這些特性賦予了蠶絲硬盤極高的穩定性，使其能夠在高濕度、高磁場或強輻射等惡劣環境下長期穩定工作，將蠶絲硬盤置于相對濕度90%或7 特斯拉磁場或25 千戈瑞強輻射環境下，存儲的信息也不會丟失，因此，蠶絲蛋白存儲技術有望應用于外太空等極端環境。

（摘編自科技日報）

基于陶瓷納米纖維的耐高溫柔性壓力傳感器

據報道，南方科技大學材料系郭傳飛團隊和物理系趙悅團隊合作在知名期刊《Advanced Science》上發表一篇通訊論文，報道了一種基于陶瓷納米纖維的柔性壓力傳感器，展現出優異的傳感性能、耐用性、透氣性和耐高溫性能。

研究人員利用靜電紡絲法制備得到一種具有良好力學柔性的TiO2納米纖維薄膜材料，纖維的平均直徑為120 nm。進而對該TiO2納米纖維薄膜以及具有相同厚度的聚偏氟乙烯（PVDF）和聚乙烯醇（PVA）納米纖維薄膜進行了應變為10%的循環壓縮測試。在100 次循環后，TiO2薄膜的殘余塑性形變量為2.2%，而PVDF 和PVA 的殘余應變則分別為7.0%和8.4%。經過100 次壓縮循環后，TiO2納米纖維薄膜保持了初始最大應力的85%以上，相比之下，PVDF 和PVA 薄膜僅為48%和20%。

鑒于TiO2納米纖維薄膜優異的力學性能，研究人員測試了基于不同厚度的TiO2納米纖維薄膜的柔性壓力傳感器的靈敏度、檢測極限、響應/弛豫時間和循環穩定性，并與相同厚度的聚合物納米纖維薄膜傳感器進行對比。測試結果表明，TiO2傳感器具有高達4.4 kPa-1的靈敏度、16 ms 的響應時間、0.8 Pa 的檢測限和大于五萬次的壓縮循環穩定性。

高孔隙率的陶瓷納米纖維薄膜作為介電層具有良好的透氣性能。研究人員利用噴涂銀納米線的織物作為柔性電極，制備得到一種透氣可穿戴的柔性壓力傳感器，其水蒸氣透過率達到835 ml/ m2·h，能夠很好地滿足人體皮膚對于透氣的要求。同時，該傳感器可以很好地反映人體的健康狀態和運動情況，將其貼合在人體的不同部位可以得到不同的生理數據，還可以實現人體運動監測，如眨眼、手指彎曲，以及發聲引起的聲帶微弱振動等。重要的是，結合高溫電極，該傳感器能夠實現在370℃的高溫條件下長時間工作，使柔性傳感器在極端高溫環境下的應用成為可能。

（摘編自RFID 世界網）

冠軍推出專為電競玩家設計的運動服裝

美國運動服品牌冠軍（Champion?）于8月26日推出為游戲玩家設計的新運動服裝系列，該系列具有可滿足電子競技、休閑游戲玩家和粉絲特定需求的多項功能。

游戲玩家系列服裝包括套頭連帽衫，全拉鏈連帽衫和褲裝。該系列采用柔軟舒適的抓絨面料，并具有氣味控制技術，可提升游戲玩家穿著的舒適度。

冠軍品牌全球營銷總監David Robertson 表示：“作為一個涵蓋所有運動品類的服裝品牌，我們希望為游戲玩家創建一種非正式的制服，通過Reverse Weave?專利，我們為游戲玩家進行了服裝上的全新設計。”

FaZe 戰隊職業游戲玩家Nate Hill 表示：“我一直都很喜歡連帽衫，但這是我見過的第一個為游戲玩家設計的連帽衫。它在很多方面都很獨特，從可以戴上耳機的超大兜帽，到足以裝下我的控制器的超大口袋。這款連帽衫可添加不同樣式的魔術貼裝飾以適應不同的外觀，此外，其還非常舒適和時尚。作為游戲玩家，這是一件必備的服裝。”

（摘譯自冠軍運動系列/杜宇君）

牛仔服品牌威格計劃到2030年減少50%用水量

8月27日，牛仔休閑服裝品牌威格（Wrangler?）宣布其新的全球可持續發展目標：計劃通過擴大其節水工作的范圍，到2030年將用水量減少50%。這一目標是針對牛仔布供應鏈上的纖維生產、織物構造和產品整理階段，這些階段的用水量占牛仔布生產過程中總用水量的95%以上。

今年4月，威格宣布自2008年以來其在牛仔布產品的整理階段節省了超過70 億升水，相當于近40 億人的每日飲用水量，已超過其原定的目標。

為了實現新目標，威格正在與歐洲牛仔服裝行業環保峰會合作完成一項全面的水平衡研究，該研究將分析牛仔行業在各生產階段的用水量以解決全球牛仔布供應鏈中用水量數據不一致的問題，旨在提供可靠的行業平均基準，該基準將公開提供給行業所有成員使用。威格將使用研究中產生的水強度基準來計算新技術創新所能實現的節水量，以實現新的用水目標。

除了在整理階段的工作外，威格還將使新目標與牛仔布生產過程中其他兩個關鍵項目結合：Indigood?泡沫染色和棉花生產中的節水措施。

（摘譯自威格/杜宇君）

愛普生推出首款76 英寸工業染料熱轉移印花機

愛普生美國公司8月20日推出了首款76 英寸工業染料熱轉移印花解決方案——SureColor?F10070 印花機。 SureColor?F10070 是一款具備可靠性、通用性和全天候生產效率的印花機，其設計支持4.7 英寸的PrecisionCore?打印頭和新型的可熱插拔墨水系統。該印花機還具備連續精密卷繞對位性能，生產速度高達每小時2700 平方英尺。對于希望滿足大批量訂單要求的印刷車間來說，這是一個理想的解決方案，它能為運動服裝、家居裝飾、軟標識等企業生產高質量、色彩亮麗的紡織品。

SureColor?F10070 配備了一系列工業級功能，可最大限度地提高生產率并支持連續生產。新用戶可更換的4.7英寸PrecisionCore?打印頭提供高生產率，并具有極佳的墨滴放置精度，可提供清晰的細節，鮮艷的色彩和出色的印花質量。SureColor?F10070 是愛普生第一款具有熱插拔油墨系統的印花機，該系統可以在打印過程中自動從空墨盒切換到新墨盒，從而實現不間斷打印。新的墨水系統將整體墨水成本降低了50%以上，并無需用戶干預就能實現更長的打印時間。此外，這款設備還擁有9 英寸觸摸屏控制面板，操作人員可以查看圖像、監控打印、紙張和油墨狀態，了解打印環境條件，并優化打印性能。

（摘譯自愛普生美國公司/杜宇君）