前沿

研究人員在織物上構(gòu)建微型超級(jí)電容器

據(jù)報(bào)道，河南洛陽(yáng)師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院博士生王桂霞與美國(guó)研究人員合作，通過(guò)利用二氧化碳激光刻蝕氧化石墨烯層，首次實(shí)現(xiàn)在織物上構(gòu)建以石墨烯為基底的微型超級(jí)電容器，相關(guān)成果在線(xiàn)發(fā)表于《電源雜志》。

據(jù)悉，全固態(tài)微型超級(jí)電容器已經(jīng)成為便攜式和可穿戴電子產(chǎn)品有吸引力的儲(chǔ)能單元，但由于其柔韌性和耐水洗性能差而使其在實(shí)際應(yīng)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(duì)苯二甲酸乙二醇酯織物上浸涂氧化石墨烯涂層。經(jīng)過(guò)激光刻蝕成同心圓形的石墨烯氧化物層具有適合構(gòu)建電化學(xué)雙層的三維多孔結(jié)構(gòu)。為了提高所制備的微型超級(jí)電容器的耐洗性和柔韌性，研究人員使用全固態(tài)電解質(zhì)硫酸—聚乙烯醇，并利用交聯(lián)劑戊二醛將經(jīng)過(guò)激光刻蝕的氧化石墨烯層和硫酸—聚乙烯醇電解質(zhì)交聯(lián)到聚對(duì)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(jí)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(shí)良好的速率能力。此外，得到的超級(jí)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(guó)科學(xué)報(bào)）

涂層法制備可升溫手套

據(jù)悉，馬薩諸塞大學(xué)阿姆赫斯特分校的研究人員開(kāi)發(fā)出了一種制造電熱布的方法。材料科學(xué)家 Trisha Andrew解釋說(shuō)：“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(dòng)力，讓少量的電流通過(guò)，這樣就會(huì)升溫，但不會(huì)對(duì)皮膚造成傷害。并且因?yàn)槭种感枰芨叩那?，也可以說(shuō)明材料非常靈活?！?/p>

該團(tuán)隊(duì)制作的測(cè)試手套讓手指保持了大約8小時(shí)的溫度，若使用可充電電池，則可延長(zhǎng)時(shí)間。而且如果它們?cè)诒凰毫选⑿迯?fù)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(huì)感到寒冷。另外，該團(tuán)隊(duì)還在毛衣上涂了一層棉紗，這種材料產(chǎn)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(wǎng)）

Supreme Corp開(kāi)發(fā)出高導(dǎo)電性紗線(xiàn)

位于北卡羅來(lái)納州的高科技纖維及紡織品制造商Supreme Corporation，開(kāi)發(fā)出用于先進(jìn)智慧布料的高導(dǎo)電性紗線(xiàn)。據(jù)悉，新的Volt智慧紗線(xiàn)(Volt Smart Yarns)最多可包含4根像頭發(fā)般粗細(xì)的電線(xiàn)，能夠以公尺為單位售賣(mài)。

該項(xiàng)專(zhuān)為商業(yè)縫紉機(jī)使用而設(shè)計(jì)的紗線(xiàn)，可以作成梭織布料及針織布料，并具有加溫、開(kāi)關(guān)控制和容量的功能，能與無(wú)線(xiàn)技術(shù)相互運(yùn)用，可成為具有強(qiáng)度沖擊和觸摸的感應(yīng)器。Supreme Corporation執(zhí)行長(zhǎng)Matthew Kolmes表示：“這是目前市面上第一款具有高導(dǎo)電性的紗線(xiàn)，也是唯一能夠傳送電力、接地和傳遞訊號(hào)，并具功能性、用于可穿戴式智慧服裝的紗線(xiàn)?！?/p>

位于Hickory的SupremeCorporation，以專(zhuān)門(mén)研究高性能、專(zhuān)利保護(hù)紗線(xiàn)和個(gè)人防護(hù)衣而著稱(chēng)，特別是將產(chǎn)品運(yùn)用在執(zhí)法裝備上。目前其在高科技紗線(xiàn)和布料方面擁有60項(xiàng)專(zhuān)利，另有15項(xiàng)專(zhuān)利尚待批準(zhǔn)。Kolmes表示：“我們可以利用Volt來(lái)改造附有導(dǎo)電智慧紗線(xiàn)的警察防彈衣，讓其成為具有強(qiáng)度沖擊的感應(yīng)器。或者納入藍(lán)牙發(fā)射器，如果一名警察失聯(lián)，關(guān)鍵訊息將立即被傳送到總部?！?/p>

（摘編自亞洲紡織聯(lián)盟）

超疏水智能涂層研究獲進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所張珽研究員團(tuán)隊(duì)構(gòu)筑了有多級(jí)微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的多壁碳納米管（MWCNT）/熱塑性彈性體（TPE）復(fù)合超疏水智能涂層，該涂層同時(shí)兼具了超疏水和優(yōu)異的應(yīng)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(xué)照片，(d)為智能涂層截面的微觀形貌。

從研究結(jié)果來(lái)看，得益于復(fù)合涂層中梯度分布的TPE和穩(wěn)定的微米孔-納米突起復(fù)合結(jié)構(gòu)，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(jié)合也可與剛性襯底（如：玻璃、金屬等）良好的結(jié)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(fù)合結(jié)構(gòu)給予MEWCNT/TPE復(fù)合網(wǎng)絡(luò)對(duì)拉伸、彎曲以及扭曲優(yōu)異的應(yīng)變感知能力：實(shí)現(xiàn)了高靈敏度（GF：5.4～80），高分辨率（1°的彎曲），快速響應(yīng)時(shí)間（＜8ms），大應(yīng)變范圍（最大應(yīng)變 ～76%、彎曲角度 0° ～140°、扭曲 0～350radm-1）以及高穩(wěn)定性（5000次大應(yīng)變拉伸實(shí)驗(yàn)）。

該團(tuán)隊(duì)還成功實(shí)現(xiàn)了多功能應(yīng)用：在復(fù)合材料中加入四氧化三鐵（Fe3O4）納米粒子構(gòu)筑磁驅(qū)動(dòng)“水黽”機(jī)器人；形成智能織物全范圍實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)人體動(dòng)作等。

（摘編自中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所）

利用結(jié)構(gòu)色使碳纖維及其織物著色

據(jù)報(bào)道，湖北大學(xué)王世敏教授和武漢紡織大學(xué)徐衛(wèi)林教授等指導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)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(diào)，還具有優(yōu)良的耐洗滌性能。這項(xiàng)研究已經(jīng)發(fā)表在國(guó)際材料科學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)期刊《ACS Nano》上。該研究主要從仿生結(jié)構(gòu)生色的思路出發(fā)，采用ALD（原子層沉積）技術(shù)在碳纖維/織物表面構(gòu)建尺度各異的非晶TiO2薄膜，實(shí)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(xué)惰性的sp2鍵，啟動(dòng)CFF上的ALD反應(yīng)比較困難。這項(xiàng)研究利用碳纖維表面存在的缺陷和含氧官能團(tuán)（如-OH和-COOH），可有效啟動(dòng)TiO2薄膜生長(zhǎng)的特性，首先引入TIP（四異丙醇鈦），通過(guò)碳纖維表面上-OH或-COOH的活性基團(tuán)的自限制化學(xué)反應(yīng)在碳纖維表面形成-OCH（CH3）2，并引入H2O與-OCH（CH3）2反應(yīng)形成單層TiO2薄膜和外露的-OH，每個(gè)步驟之后通過(guò)氮?dú)獯党Ｓ辔镔|(zhì)。通過(guò)重復(fù)上述ALD循環(huán)數(shù)目，可以精確地調(diào)節(jié)所需的TiO2薄膜厚度。

通過(guò)控制非晶TiO2薄膜的厚度，該研究實(shí)現(xiàn)了三原色紅、黃、藍(lán)的成功制備，并能通過(guò)三原色的復(fù)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(jīng)受50次的洗滌。這一成果為實(shí)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(dǎo)報(bào)）

新型過(guò)濾紙過(guò)濾效率高且透氣性好

最近，中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所朱英杰研究員及其科研團(tuán)隊(duì)，在之前羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線(xiàn)耐火紙的研究工作基礎(chǔ)上，成功研制出一種可高效清除空氣PM2.5細(xì)顆粒物的新型羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線(xiàn)基過(guò)濾紙，以及用該材料作為濾芯的過(guò)濾口罩。該新型過(guò)濾紙生物相容性好、環(huán)境友好、無(wú)毒無(wú)害、柔韌性高、納米線(xiàn)之間可自組裝形成三維網(wǎng)絡(luò)納米多孔結(jié)構(gòu)、表面吸附能力強(qiáng)，可有效攔截、吸附和過(guò)濾空氣PM2.5細(xì)顆粒物，過(guò)濾效率高。

為了顯著改善新型過(guò)濾紙的透氣性，該團(tuán)隊(duì)采用羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線(xiàn)作為主要構(gòu)建材料，再與植物纖維復(fù)合，從而形成多級(jí)復(fù)合孔道結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了在保持空氣PM2.5細(xì)顆粒物高過(guò)濾效率的同時(shí)，還可大大提高過(guò)濾紙的透氣性。

重要的是，該新型過(guò)濾紙?jiān)谥卸?、重度、?yán)重污染等不同程度的空氣污染環(huán)境中，對(duì)PM2.5細(xì)顆粒物的過(guò)濾效率均高于95 %，可作為核心過(guò)濾材料嵌入日常過(guò)濾口罩中，實(shí)現(xiàn)在各種霧霾天氣環(huán)境中個(gè)人的有效防護(hù)。并且還可多次重復(fù)和長(zhǎng)時(shí)間使用。

此外，該團(tuán)隊(duì)還研制出一種具有抗菌功能的新型羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線(xiàn)基過(guò)濾紙，對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌等常見(jiàn)細(xì)菌具有高效抗菌活性，有望應(yīng)用于高效抗菌過(guò)濾口罩。該新型過(guò)濾紙還有望作為高效濾芯材料應(yīng)用于空氣凈化器、空調(diào)等產(chǎn)品中。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊——英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)《材料化學(xué)期刊A》上，并申請(qǐng)1項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利。

（摘編自中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所）

石墨烯復(fù)合水凝膠纖維可實(shí)現(xiàn)形狀顏色雙重仿生

據(jù)悉，東南大學(xué)生物電子學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室趙遠(yuǎn)錦教授和顧忠澤教授的研究團(tuán)隊(duì)提出了一種通過(guò)膠體納米粒子在毛細(xì)管中快速自組裝來(lái)形成所需形貌結(jié)構(gòu)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(guò)程，這些納米顆?？梢栽诿?xì)管的內(nèi)表面上形成非均勻的環(huán)形條紋圖案。研究人員可以通過(guò)調(diào)整膠體自組裝過(guò)程中的相關(guān)參數(shù)，如毛細(xì)管內(nèi)徑和膠體粒子濃度來(lái)精確地調(diào)整結(jié)構(gòu)色條紋圖案的寬度和間距。同時(shí)，通過(guò)使用不同粒徑的粒子進(jìn)行單根毛細(xì)管組裝，可以實(shí)現(xiàn)具有不同結(jié)構(gòu)色或不同結(jié)構(gòu)色組合的條紋圖案。

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

進(jìn)而研究人員將該結(jié)構(gòu)色彩水凝膠條紋設(shè)計(jì)成了一種具有防偽功能的動(dòng)態(tài)條形碼標(biāo)簽。與現(xiàn)有條形碼相比，這種條形碼提供了更加復(fù)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(guò)將近紅外光整合到條形碼讀取器中，這些結(jié)構(gòu)色條紋圖案可以在掃描器下顯示出動(dòng)態(tài)的顏色變化，甚至是隱藏的編碼信息。這些結(jié)果表明，以動(dòng)態(tài)編碼信息和顏色為特征的通用條形碼標(biāo)簽對(duì)于防偽領(lǐng)域具有很大的潛力。

（摘編自高分子科學(xué)前沿）

印度開(kāi)發(fā)新型3D打印可穿戴天線(xiàn)

據(jù)悉，印度國(guó)家跨學(xué)科科學(xué)與技術(shù)研究所(NIIST)的研究人員使用3D打印來(lái)開(kāi)發(fā)一種可以嵌入織物的新型可穿戴天線(xiàn)。它是一種由導(dǎo)電銀墨水3D打印的可穿戴天線(xiàn)，靈活輕便，不會(huì)被氧化。天線(xiàn)嵌入的聚酯織物上的底部電極是3D打印的，E形貼片天線(xiàn)有多種應(yīng)用，包括防御、遠(yuǎn)程醫(yī)療和環(huán)境監(jiān)測(cè)。

科欽科技大學(xué)的P. Mohanan博士說(shuō)：“我們的目標(biāo)是制造可佩戴的天線(xiàn)，它可以嵌入到偏遠(yuǎn)地區(qū)士兵穿的夾克中，通過(guò)將天線(xiàn)連接到不同的傳感器，如溫度、壓力和ECG傳感器，數(shù)據(jù)可以傳輸?shù)竭h(yuǎn)程服務(wù)器。天線(xiàn)可以以非侵入的方式感知和傳送數(shù)據(jù)，這樣我們就可以監(jiān)視士兵的健康?！?/p>

據(jù)了解，天線(xiàn)長(zhǎng)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(yīng)用的紡織品。為了最大限度地發(fā)揮柔性，同時(shí)在絲網(wǎng)印制過(guò)程中保持墨水不會(huì)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(guó)3D打印網(wǎng)）

美國(guó)杜邦發(fā)布新一代耐用紡織品解決方案

10月19日，美國(guó)杜邦公司發(fā)布了Sorona?品牌、英威達(dá)尼龍?品牌和杜邦Tate & Lyle生物產(chǎn)品新一代工作服系列。工作服和戶(hù)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(lèi)和齒輪設(shè)計(jì)者提供更多的選擇。

英威達(dá)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(jié)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(fèi)者的接受度，同時(shí)品牌還將推出一個(gè)整合杜邦Sorona?生物基創(chuàng)新軟殼的高性能纖維技術(shù)的面料。

經(jīng)過(guò)幾十年的研究，杜邦的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了潛在基礎(chǔ)物1,3丙二醇–砌塊生產(chǎn)的一個(gè)方法，而這種砌塊，是利用現(xiàn)代生物技術(shù)完成Sorona?和susterra?品牌解決方案，生產(chǎn)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(jīng)過(guò)品牌經(jīng)營(yíng)授權(quán)的珠峰服裝面料廠對(duì)這一持久的生物基尼龍織物軟殼液?進(jìn)行開(kāi)發(fā)，其軟殼板具有持久的尼龍naturalle?織物的外表面、超過(guò)25%的可再生來(lái)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(jí)Sorona?纖維融合。

（摘譯自杜邦工業(yè)公司/馬安冬）

帝人推出超級(jí)排汗芳綸防護(hù)服

10月11日，帝人Aramid公司宣布推出超級(jí)吸濕排汗面料Teijinconex?coolnex，該面料輕薄柔軟，突出特點(diǎn)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(jié)合了個(gè)人防護(hù)面料和高性能運(yùn)動(dòng)面料的特點(diǎn)，可提供卓越的熱防護(hù)性能，來(lái)抵御高溫、火焰和火災(zāi)。同時(shí)又可將汗水排出體外，產(chǎn)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(duì)位芳綸纖維，可增強(qiáng)其強(qiáng)度和耐久性。Teijinconex?coolnex超級(jí)吸濕排汗面料不僅保留了其熱保護(hù)性能，還擁有舒適性能。

帝人芳綸在專(zhuān)業(yè)防護(hù)服裝和運(yùn)動(dòng)裝上有悠久的歷史和寶貴的經(jīng)驗(yàn)，可進(jìn)一步研發(fā)舒適的阻燃工作服，其內(nèi)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(tuán)/馬安冬）