瑞典研發出導電性纖維素線

文/劉菲菲

由于材料學和電子學的進步，人類衣服已不再局限于保暖或好看。微型的、可穿戴的電子設備在日常生活中越來越常見。但目前，這些材料通常依賴稀有的材料，或在某些情況下依賴有害物質，這也導致大量電子廢物的增多。瑞典查爾默斯理工大學（Chalmers University of Technology）的科學家開發出一種由導電纖維素制成的新型紗線，為各種發電用途的紡織品提供了一個引人注目的新介質。該校化學與工程系的博士索贊·達拉比（Sozan Darabi）說：“目前的電子紡織品確實需要更有機的可再生的材料。”

電子紡織品可以在幾個方面改善人類生活。其中一個重要領域就是醫療保健，其中對諸如監控和測量各種健康指標等功能是非常有益的。為了保持可持續性發展，它們又需要由可再生材料制成。纖維素線的生產工藝原是由芬蘭阿爾托大學的合作者開發。在隨后的過程中，查爾默斯理工大學的研究人員通過用導電聚合材料染色使紗線實現了導電化。

纖維素線是個奇怪的東西，在過去漫長的研究中，它只有實現導電化才能產生應用潛力。而利用木基纖維素線研發導電纖維素線還是第一次。在更廣泛的紡織行業中，向可持續性原材料轉化是個至關重要的問題，天然材料和纖維已經成為取代合成材料的一個越來越普遍的選擇，因此，可再生的導電纖維素線的研發成功就像及時雨一樣順應了這一需要。天然纖維素原本是一種極好的可持續提取和回收的材料，業界預計它在未來將得到越來越多的應用。

該研發團隊的技術人員是基于導電的生物相容聚合物印墨的原理研發出來的。這種涂層工藝過程使纖維素線產生了創紀錄的高電導率。這種“滾”出來的涂層工藝使纖維素線實現了導電化。更重要的是，它給纖維素線創造了創紀錄的高電導率，若融入銀納米工藝則可進一步提高電傳導率。

這種纖維素線可用家用縫紉機縫入織物中，然后即可為紡織品生熱。紡織品一邊受熱一邊生電則成為可能。該團隊列舉了體溫測試試驗，即溫差為37攝氏度（98華氏度）的條件下，當一人站在寒冷處時，穿上這類紡織品即可產生約0.2微瓦的電力。這種纖維素線，內置電子、智能功能，由無毒、可再生和天然材料制成。它們可以用來監測不同的人體健康指標。

這類衣服可在一系列領域證明很有用，但科學家在醫療保健中看到了更有特殊用途的潛力，因為它可以用來監測不同的健康指標。纖維素線的使用應增加成品的可回收性，但要保持導電性，它只能承受5次機洗。研究負責人克里斯蒂安·穆勒（Christian Muller）說：“這種奇妙的纖維材料可持續提取和回收，業界可預見，它在未來將有越來越多的用途。當產品由均勻的材料或盡可能少的材料制成時，回收就會變得更容易、更有效。”

（據美國高級紡織資源網https://advancedtextilessource.com/2021/03/22/researchers-develop-conductive-cellulosicthread/和《新阿特拉斯》https://newatlas.com/materials/conductive-cellulose-threads-fabrics-electricity/近期資料）