前沿

Vegeto 研發植物高性能絕緣紡織材料

1月18日，加拿大植物紡織纖維可持續生產和加工供應商 Vegeto 創新推出了一種由馬利筋屬植物制成的高性能絕緣材料。這種新的創新產品將成為戶外服裝和設備市場，尤其是夾克、手裝和睡袋環保解決方案的首選。

Vegeto 總經理Ghyslain Bouchard 表示：“這種新型絕緣材料填補了紡織行業的空白,它以植物為基礎，且性能良好，使得紡織品的生產不依賴于動物源或石油產品的常規模式，我們正在為整個服裝和紡織行業播下變革的種子。研究表明，馬利筋纖維的中空結構可以儲存空氣并保持溫度，隔熱功能優異，啟發我們創造了馬利筋高性能絕緣紡織材料。”

這種無紡布層壓絕緣紡織材料是馬利筋纖維和木棉纖維的混合物，以及玉米淀粉制成的生物聚合物。通過在獨立實驗室（CTT 集團）進行的測試證實了該產品優良的隔熱性能。絕緣紡織材料主要用由石油衍生物或動物源材料組成的合成產品。從生產到最終使用，傳統的合成材料都會對環境產生有害影響。Vegeto 使用植物原料，在產品廢棄時分解成工業堆肥。此外，消費者對皮草和羽絨被的看法正在被改變。羽絨被保暖但費用高，且不適合素食主義者的生活方式。Vegeto 紡織絕緣材料成功地將性能與對環境和動物的尊重相結合。Bouchar 強調說：“Vegeto 已制造了加工馬利筋纖維所需的設備，馬利筋纖維也將是新一代環保材料。 Vegeto 希望與獲得符合紡織級標準且能夠穩定生產馬利筋作物的加拿大農民合作，以確保原料的長期供應。

（摘譯自Vegeto 公司/杜宇君）

海屹科（HeiQ）推出雙效涼感紡織品技術

1月13日，海屹科在瑞士蘇黎世宣布推出新型雙效涼感紡織品技術——HeiQ Cool，可同步實現接觸涼感并持續涼感的紡織品技術。

過熱和過冷都會讓人感覺到不舒適，通過雙效涼感技術打造的HeiQ Cool面料能夠不斷調節人體表面溫度，適用于所有面料。首次推出的重點領域是家用紡織品，尤其是床墊、枕頭和床單等睡眠產品，該面料可有效幫助用戶獲得良好的睡眠，觸感瞬間涼爽，使人體始終保持涼爽、干燥的舒適感。這種由生物基植物油衍生的熱功能聚合物通過吸收熱能，給人一種瞬間清涼的感覺。如果人體升溫排汗，水功能聚合物會將水分和熱量一起帶走，形成持續降溫的效果，一旦降溫完成就會停止。目前，該聚合物已獲得專利。HeiQ Cool 創新雙效涼感紡織品技術將水功能聚合物與生物基植物油衍生聚合物相結合，經USDA?Bio Preferred 認證，生物基含量超過50%。同時符合OEKO-TEX?標準（I-IV）以及大多數品牌限制物質清單標準。

海屹科首席營銷官Hoi Kwan Lam 表示：“自新冠肺炎疫情以來，消費者更加注重提高家居舒適度。人一生有1/3 的時間在睡眠中，所以消費者愿意為提供良好睡眠的產品買單。事實上，Cotton Inc 在 2017年開展的研究表明，55%的消費者在尋找具有溫度調節功能的床上用品。HeiQ Cool 技術不僅比市場上大多數產品都更加環保可持續，還有助于有效平衡體溫，這意味著可同步節約空調能耗。”

（摘譯自海屹科材料公司/杜宇君）

阿科瑪將Pebax?彈性材料的全球產能提高25%

1月17日，為支持客戶在體育和消費品市場的強勁增長，阿科瑪通過對其法國Serquigny 工廠的投資，將Pebax?彈性材料的全球生產能力提高約25%。

該項投資將顯著提高阿科瑪生物循環Pebax Rnew?和傳統Pebax 系列的產量。由于這些材料具有輕質、柔韌性和優異的能源回收性能，新產能可實現各種高度專業化等級產品的生產。這些特性在運動裝備(如跑鞋、滑雪靴或技術紡織品的鞋底)、消費品(如智能手機和柔性屏幕)以及醫療設備等其他市場中頗受歡迎。

Pebax Rnew?生物循環材料源自可再生蓖麻籽，為客戶提供可持續的解決方案。與市場上的其他彈性材料相比，這些材料的碳足跡最多可降低50%，并且可以完全回收利用。此外，該項計劃將于2023年年中通過流程優化將場地的用水量降低25%。

阿科瑪高性能聚合物業務線高級副總裁Erwoan Pezro表示：“我們很高興致力于擴大Pebax?彈性材料的產能，Serquigny 工廠在生產這些先進材料方面擁有豐富的經驗，提高產能可以應對客戶對高性能可持續材料不斷增長的需求。”

（摘譯自阿科瑪公司/杜宇君）

帝人開展碳纖維全生命周期評估

2021年12月15日，日本帝人宣布已開始對其碳纖維產品開展全生命周期評估（LCA），用于計算碳纖維的碳排放總量，這也是業內首次進行此類探索。

此前，帝人公司針對其體育、休閑、工業和飛機領域應用的碳纖維長絲的碳足跡進行了計算，經過前期的數據積累，已經掌握了碳纖維長絲產品在不同領域應用的二氧化碳排放量。

帝人公司的全生命周期評估方法已通過獨立第三方機構根據ISO14040 和ISO14044 標準的認證，可以為客戶提供帝人碳纖維長絲產品的可靠碳排放數據，幫助客戶評估碳排放的情況。帝人公司表示，全生命周期方法有助于確定在碳纖維生產過程中的碳熱點，并評估碳減排方案。展望未來，帝人公司期望全生命周期評估的范圍不僅僅局限于碳纖維長絲，還可涵蓋短切纖維、預浸料等中間產品。此外，通過與終端客戶合作，最終實現全種類碳纖維產品的全生命周期評估目標。帝人的目標是通過努力減少能源消耗、引入可再生能源和回收方法等舉措，到2050年將集團內部的碳排放量降至為零。

（摘編自中國國際復合材料展覽會）

基于石墨烯纖維無紡布的柔性電極可用于無創血糖監測

開發具有非侵入性血糖監測功能的可穿戴式電化學傳感器對于糖尿病診斷和管理具有重要意義。目前，基于漿料或導電墨水制備的葡萄糖電化學傳感電極通常由活性物質、導電劑和粘接劑組成。其中，粘接劑的使用阻礙了電子和電解質的傳輸，容易覆蓋電化學反應活性位點并弱化電化學響應信號。傳統的葡萄糖電化學傳感器還需引入水凝膠用于負載酶和收集體液，從而稀釋了葡萄糖的濃度、延長了電化學傳質路徑。除電性能外，現有電極普遍缺乏透氣性，阻礙了人體汗液蒸發和皮膚揮發性有機成分的排放，使用時可能導致皮膚過敏和舒適性下降。因此，制備可直接負載酶和體液、兼具電子和物質高速傳輸通道的自支撐透氣電極是克服上述問題、提高電極靈敏度及可靠性的有效方法之一。

近日，中國科學院大學溫州研究院王毅團隊與東華大學李召嶺團隊合作，以石墨烯纖維無紡布（GFF）為自支撐導電骨架、電化學沉積普魯士藍納米顆粒（PB）為信號轉換層制備了一種柔性的自支撐透氣電極（GFFPB），其在中性環境下對過氧化氫的電化學響應靈敏度高達7298.7μA·mM-1·cm。進一步地，經葡萄糖氧化酶（GOx）和殼聚糖（CS）修飾后，GFF-PB-GOx-CS對葡萄糖表現出高度選擇性，在2～220μM 的濃度范圍內對葡萄糖具有良好的線性響應，其電化學響應靈敏度為1539.53μA·mM-1·cm-2。

上述優異的電化學性能主要得益于：石墨烯纖維間的融合位點有效減小了電極內部的接觸電阻，實現了電子的快速傳輸；石墨烯纖維無紡布豐富的孔道結構和親水性普魯士藍使電解質和代謝產物的快速傳質成為可能；GFF-PB 對體液的自發吸收提高了電極內部活性位點的利用率。使用該電極結合反向離子電滲（RI）技術進行的無創血糖監測結果與商用指尖血糖測試儀的血糖測試結果具有良好的相關性。

（摘編自中國科學院大學溫州研究院）

高耐洗導電聚酯織物電極可用于心電信號采集

導電織物具有輕便、柔軟的優點，在壓力傳感器、柔性加熱器、心電圖應用等領域的應用研究越來越廣泛。心電信號采集技術趨向于設備小型化、數據智能化、診斷自動化和采集非接觸化。將織物電極與服裝集成一體用于采集心電信號，不僅可以實現對心臟活動狀況的實時監測，而且可以僅降低成本，使穿戴更加便捷、舒適，同時具有柔軟性、透氣性和可折疊等日常服裝所具備的優點。這就要求織物電極具有低的表面電阻和良好的耐洗滌性能和耐折疊性能。表面涂覆型織物電極可以很容易實現低表面電阻，而且成本較低，但其耐洗性和耐折疊性難以滿足實際使用需求。

為獲得在心電信號采集中具有實際應用潛力的織物電極，華南理工大學李軍榮和錢麗穎課題組采用帶巰基的硅烷對織物進行改性，并利用化學還原的方法在改性織物上沉積納米銀顆粒，制備出表面電阻低至7.18 mΩ/sq 的導電織物，該系列織物表現出優異的耐洗滌性能和耐折疊性能。聚酯纖維具有較高的彈性，銀層伸長后呈現斷裂趨勢，伸長20%后, 電阻達到14.74 mΩ/sq。織物的導電性受彎曲影響較小，3000 次彎曲后，銀層略有脫落。在恒溫恒濕環境中放置9 周后，織物的表面電阻幾乎沒有變化。將該織物電極嵌入智能服裝中用于采集人體在運動狀態下的心電信號，經過200 次洗滌循環后，織物的表面電阻仍然在1Ω/sq 以下，心電圖波形依然清晰正常。該研究為解決涂覆型導電織物耐洗滌性能差和耐折疊性能不佳的難題提供了技術方案，將有效促進導電織物在可穿戴智能服裝等領域的實際應用。此外，該課題組與阿木（深圳）新科技有限公司對織物電極在智能服裝領域的應用研究進行了一系列工作，先后利用殼聚糖無紡布、棉織物、滌綸等作為織物基材，利用納米銀原位還原沉積的方法制備了應用于心電信號采集的織物電極，加快其產業化應用的步伐。

（摘編自高分子科技）

西南大學研發出可編織與大規模制備的紗線基汗液激發電池

據報道，西南大學魯志松團隊開發了一種柔性、可編織和大規模制備的紗線基汗液激發電池（CYSAB），可作為生物相容性好、可靠性佳的電源整合到電子織物中，在自供能人體運動監測和醫療保健領域具有極大的應用潛力。

人體汗液是一種富含陰陽離子、生物相容性極佳的天然電解質水溶液，當其被紗線吸收后，可儲存在纖維間隙中并以之為通道進行傳輸。在這一過程中，汗液中的離子會隨之在紗線纖維通道中自由移動，因此，浸潤汗液的紗線可作為鹽橋連接并隔離電池兩極。受傳統原電池結構啟發，研究人員設計了一種分段式結構CYSAB，其中炭黑改性的前段紗線、未修飾中段紗線和鋅箔包裹后段紗線分別充當電池的陰極、鹽橋和陽極。在汗液存在的情況下，紗線可吸收汗液激活CYSAB 并實現產電。CYSAB 的激發在很大程度上依賴于電解質溶液的芯吸和離子在水溶液中的遷移。因此，開放環境中溶液的蒸發會影響電池性能。考慮到水的蒸發會受溫度、風速和濕度等多種因素的影響，研究結果顯示，當CYSAB 中電解質溶液體積低于15 μL 時，電池輸出性能將迅速下降為零。此時，CYSAB 將不再工作，直到補充了新的電解質溶液后，電池方能被再次激活。

CYSAB 可耐受機洗，且可在動態循環彎曲狀態下供能。電解質持續供應的CYSAB 可耐受高達20000 次彎曲，其恒流放電性能無明顯下降。此外，可將多個CYSAB 串聯或并聯為電池組，從而實現對其輸出功率或輸出電壓的提升。通過分段式設計，可在同一根紗線上制備多個CYSAB，以滿足后續編織應用的需求。

利用傳統紡織工藝（如編織、針織、縫紉和縫合）可將一維CYSABs 輕松集成到電子織物中。使用CYSAB編織的供能織物可設計為頭帶和胸帶，用于志愿者運動分泌汗液的采集，為小型電子器件供能。整合CYSAB 供能織物與拉伸型織物應變傳感器，可實現志愿者運動狀態下的穿戴式自供能監測。

（摘編自高分子科技）

140 米超長柔性鋰離子纖維電池研發成功

據報道，麻省理工學院（MIT）研究團隊宣布開發出一種特別的可充電鋰離子電池，以超長纖維的形式存在，可以織成織物。研究人員認為，這種電池的應用領域極廣，包括自供電通信、傳感和計算設備等，可讓設備像普通衣服一樣穿著，電池也可以作為結構部件。在概念驗證中，研究團隊制造出世界上最長的柔性纖維電池，長達140 米，證明這種材料可以被制造成任意長度。

這種新型纖維電池采用新型電池凝膠和標準的纖維拉伸系統制造，是一個包含所有組件的較大圓柱體。該材料通過一個狹窄的開口來壓縮所有的零件到其原始直徑的一小部分，同時保持零件的所有原始排列。研究人員表示，雖然已有人嘗試以纖維的形式來制造電池，但這些電池都是由纖維外部的關鍵材料構成，而這個新系統將鋰和其他材料嵌入纖維內部，并在外部涂上一層保護性涂層，從而直接使這種版本的電池穩定且防水。

研究人員表示，該纖維電池不僅可自供電，還滿足了便攜式電子系統的要求，具備可機洗、操作靈活、可在水下使用、防火/破裂、安全等優點，且可實現3D 打印“一步到位”。進而，研究人員展示了其應用潛力，演示設備包含一個“Li-Fi”通信系統，其中光脈沖用于傳輸數據，包括一個麥克風、前置放大器、晶體管和二極管，以建立兩個織物設備之間的光數據鏈接。實驗表明，這款140 米長的電池具有123 mAh 的存儲容量，可為智能手表或手機充電。此外，這種纖維設備的厚度只有幾百微米，比以往任何用纖維形式生產的電池都要薄。

目前，該研究團隊已經為該工藝申請了專利，并繼續在功率容量和用于提高效率的材料上做進一步改進。研究人員表示，這種纖維電池將在幾年內用于商業產品。

（摘編自前瞻網）

高性能、超細的鋅錳纖維電池可長期有效供能

進入5G時代與物聯網社會，可穿戴電子產品飛速發展，然而，輕便耐用的可穿戴設備需要自身供電能力的支持。在此背景下，加利福尼亞大學洛杉磯分校陳俊教授、澳大利亞伍倫貢大學李維杰研究員、北京航空航天大學宮勇吉教授合作對柔性鋅離子電池體系進行改良，研制了毫米級纖細無線可充電纖維電池，可以編織到智能衣物中，作為可穿戴電子設備網絡的樞紐。

研究人員結合了蒙特卡洛方法與有限元模擬技術，對二維材料氧化石墨烯在PVA 高分子凝膠體系中的分散情況從分子層面到整體性能進行了詳細而系統的解釋。計算模擬的結果同時也對材料的設計與制造進行指導，最終成功制備了具有柔韌、堅固和高離子導電性的柔性固態電解質凝膠。據悉，該電池可以為包括測量脈搏、溫度、濕度和壓力信號的電子設備進行長久的有效供能。該柔性電池可以進行穩定的充放電，在測試中，電池在1000 次充電/充電循環后仍保持98%的容量（172.2 mAh·g-1）。一根15cm 的電池全重僅重1.26g，成本約為4.08 元，便于進行工藝改良以適應大規模生產。

（摘編自中國聚合物網）

國內首臺碳纖維復材輕量化氫能客車發布

近日，國內首臺碳纖維復材輕量化氫能城市客車在浙江海鹽縣正式發布。據介紹，該客車以“碳纖維復材”構建車身，以“氫”為動力，一次加氫24 公斤，標準工況運行續航里程可達800 公里，具有零排放、噪音小、壽命長等優點，可滿足各級公交公司使用要求，在全國氫燃料電池客車界處于領先地位。

據悉，該客車在開發之初就瞄準整車輕量化方向，通過碳纖維復材車身的正向設計和其他系統優化配置，實現了車輛實測10 噸，比其他同型車輛減重超過2.5 噸，可大幅節約百公里氫耗。同時，采用整車地鐵化車廂布置設計理念，實現乘客一步登乘，無障礙快速通行，整車全平地板，乘車效率至少提升50%，顯著提高車內乘客安全性，同等座位數站立面積提升60%以上，乘駕體驗更佳。

除了氫能的動力，該車車廂采用的碳纖維復合材料技術，具有“更節能、更經濟、更安全、更舒適、長壽命、不腐蝕”六大優勢，比金屬材料整車強度提高約10%，重量減輕約30%。2021年12月16日，20 輛碳纖維復材新能源客車成功交付嘉興海鹽鴻遠公交公司。

（摘編自央廣網）