二维过渡金属碳/氮化合物复合纤维在智能可穿戴领域的应用进展

针对传统纤维难以满足当前智能可穿戴设备需求,现有复合纤维大都不能兼具导电性能好、力学性能优、储能特性强等问题,归纳总结了一种新型二维过渡金属碳/氮化合物(MXene)复合纤维在智能可穿戴领域中的研究进展。首先从纤维制备角度介绍了MXene复合纤维的制备方法,包括涂覆法、双辊法、静电纺丝法和湿法纺丝法等,并分析了各种方法的优劣;然后对制备的MXene复合纤维在现阶段电磁屏蔽、超级电容器、柔性传感器等领域的应用进行系统介绍;最后对MXene复合纤维在智能可穿戴领域的未来发展进行展望,为新一代导电性高、力学性能优异、高能量储存复合纤维的研究提供新的思路。     

碳量子点在纤维及织物中的应用研究进展

以碳量子点（CQDs）本征特性为出发点,归纳总结了CQDs复合纤维的制备方法,如熔融纺丝法、静电纺丝法、微流体纺丝法和织物后整理法,并梳理了CQDs纤维织物在防伪安全、光学传感等荧光应用,器件润滑应用和生物医学领域的抗菌应用等多种场景下的应用进展。随着CQDs与纤维及织物的深度融合,CQD复合纤维有望在智能可穿戴传感器、润滑器件、生物医疗等领域大展宏图。     

导电纤维在新型纺织品中的应用进展

近年来随着科技的发展以及人类生活水平的提升，以导电纤维/纱线为原料织造而成的现代新型纺织品在抗静电、电磁屏蔽、传感等领域得到了巨大的进展。然而由于传统金属导电纤维手感差及传统碳纤维难以进行色彩再加工等原因，限制了传统导电纤维在现代纺织品尤其是智能纺织品上的发展与应用。结合近年来国内外导电纤维领域的研究成果，从导电纤维的分类、制备方法、应用等几个角度出发，综述了导电纤维在新型纺织品中的应用进展。文章将导电纤维分成无机导电纤维、有机导电纤维和复合导电纤维等三大类，介绍了导电纤维的制备方法，如纺丝法、涂覆导电层法等；然后着重介绍了导电纤维在抗静电、抗电磁辐射和纤维基柔性传感器中的应用；最后，文章总结了导电纤维近年来的发展和应用趋势，并指出其在发展中面临的亟待解决的问题。期望导电纤维不仅在传统的抗静电、抗辐射领域发挥作用，而且能与物理、电子等学科进行交叉，在智能可穿戴电子器件、柔性能源存储及多功能纺织品等领域广泛应用。     

多功能智能可穿戴纤维织物可实现多领域应用

正据悉,武培怡教授团队利用湿法纺丝技术制备了一种具有多功能感知能力的Kevlar/MXene(KM)智能可穿戴纤维织物。该纤维织物易制备、耐用、柔软、穿戴舒适、可被多次清洗和缝织,在多领域得到应用。研究人员表示,通过调配Kevlar和MXene的质量比例可以制备耐高温、力学性能和导电性能可控的KM纤维,随着MXene含量的增加,KM纤维热稳定性得以提升,同时纤维断裂伸长率降低、杨氏模量增加,电导率也逐步提高。由于导电成分MXene的引入,赋予KM复合纤维温度敏感特性,随着温度的升高,KM纤维电阻下降,可以对呼吸作用产生的温度变化进行敏锐地捕捉,     

浅色导电纤维的发展及其最新应用

以导电纤维/纱线为原料织造而成的现代智能纺织品在抗静电、防辐射、传感器件等方面有巨大的发展前景。然而,传统的炭系导电纤维都以深色为主,无法进行色彩的再加工,这限制了它在服饰领域的应用范围。文章结合近年来国内外在浅色导电纤维领域的研究成果,从掺杂纺丝和表面处理两个角度综述浅色导电纤维的制备工艺,对相关的产品做出对比与评估,最后对浅色导电纤维/纱线在织物电路、传感网络与能源器件的最新应用进行介绍与展望。     

PEDOT:PSS纤维国内外研究进展北大核心CSCD

随着现代电子科学技术的蓬勃发展,导电材料与可穿戴柔性电子器件的交叉领域得到广泛关注。聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)在室温下的电导率超过1000 S/cm,被认为是最有前途的导电高分子材料之一,其在发光二极管、太阳能电池、超级电容器和柔性传感器等方面有着巨大的应用前景。当前,高性能PEDOT:PSS纤维的连续纺丝工艺依旧是亟待探索的研究方向。文章结合近年来国内外在PEDOT:PSS纤维领域的研究成果,从成型技术、纤维种类及纤维后处理工艺三个角度综述了PEDOT:PSS纤维的研究进展,最后对PEDOT:PSS纤维的纺丝技术、性能、应用领域等方面进行了展望。     

含纳米粉体功能性纤维的制备方法

介绍了功能性化学纤维制备过程中常用的抗菌型、防紫外线型、远红外型和导电型纳米粉体。阐述了采用静电纺丝和熔体纺丝法制备含纳米粉体功能性纤维的方法及其研究现状。静电纺丝包括共混法与纳米粒子原位合成法,熔体纺丝包括共混纺丝法与高聚物原位聚合法。纳米颗粒在纤维中的尺寸与分散性是影响纤维可纺性及纤维性能的重要因素,采用原位合成的方法可有效阻止纳米颗粒在纤维中的团聚,并通过静电纺丝制得纳米颗粒尺寸稳定且分散均匀的功能性纳米纤维。     

纤维基柔性智能可穿戴技术在智能运动服装上的应用

智能运动服装作为纤维基柔性智能可穿戴技术的重要应用领域,存在巨大的市场潜力。为探索纤维基柔性智能可穿戴器件在智能运动服装产业化应用的发展潜力,文章分析了智能运动服装的特性及其产业化应用进展,阐述了应用于智能运动服装的纤维基柔性智能可穿戴器件(包括柔性传感器、柔性超级电容器、柔性纳米发电机和柔性天线等)的研究进展。研究表明:为实现纤维基柔性智能可穿戴技术在智能运动服装领域的进一步应用,需要提升智能运动服装产品的舒适度、耐久性、数据准确性,推进器件的柔性化、微型化,降低生产成本,完善产品功能等。     

兼具自传感与凉感的智能运动衣

智能服装在人体健康监测和自适应等可穿戴领域有着广泛的应用前景。近日,青岛大学曲丽君教授团队和深圳大学张学记教授团队合作,通过微流控纺丝技术制备了具有多尺度无序多孔结构的弹性纤缮(MPPU),该纤维具有非常好的导热性能,可给人体带来接触凉感的舒适感受。     

纤维/纱线柔性电阻式应变传感器的研究进展

系统介绍纤维/纱线柔性电阻式应变传感器的传感机理和性能参数,详细阐述涂层法、熔融纺丝法或湿法纺丝法、结构设计法制备纤维/纱线柔性电阻式应变传感器的工艺特点及研究现状,展示纤维/纱线柔性电阻式应变传感器在可穿戴领域的应用,最后指出其在可穿戴领域应用中所面临的困难以及其未来的发展方向。     

纤维材料与可穿戴技术的融合与创新

针对目前柔性智能可穿戴领域面临的产品功能单一、续航能力低、穿着舒适性差及三维扭曲形变时与人体贴合性不佳等问题,研究了基于纺织、材料、电子、通信、生物、能源及环境等多学科交叉领域的柔性智能可穿戴纺织品,分析了纤维基柔性智能可穿戴器件的制备方法、组成结构、三维形变与性能之间的关系。综述了近年来可 穿戴技术与产品的研究进展及纤维材料在柔性应变传感器、有机电化学晶体管基生化传感器、超级电容器、微生物燃料电池等柔性智能可穿戴领域的最新应用,指出可穿戴技术与纺织材料的融合是可穿戴产品发展的必然趋势和客观需求。     

纳米纤维的应用前景

论述了纳米纤维制备新方法和典型纳米纤维的应用前景。指出静电纺丝技术可制得聚合物纳米纺织纤维长丝、实心纳米碳纤维、生物降解性聚合物纳米纤维和聚苯胺及其与常规聚合物共混的纳米导电纤维,其直径取决于纺丝工艺参数;静电纺丝是得到纳米纤维最重要的方法,也是最有可能实现纳米纤维工业化生产的技术。     

柔性导电纤维在智能可穿戴装备中的研究进展

服装作为智能可穿戴设备的理想载体,其在满足质轻、高柔韧性、导电功能等市场需求的同时,也使柔性导电纤维得到了广泛关注并取得了实质性研究进展。文章回顾了以往对柔性电极的相关研究,并对现阶段柔性导电纤维的原料、制备方法、应用等进行了具体介绍,最后总结并展望了柔性导电纳米纤维在智能可穿戴产品中的应用前景,并提出当前可穿戴装备在健康监管、产品性能、织物服用性等方面还需进一步研发改善。     

静电纺丝和炭化法制备纳米纤维素储能材料研究进展

为促进纳米纤维素材料在储能领域的应用,综述了以其为原料,采用静电纺丝和炭化技术以及2种方法结合制备用于电池和超级电容器等电极材料和隔膜材料的工艺。通过分析发现:静电纺纳米纤维素材料具有电化学性能优异、柔性较好等优点,可用作增强材料与导电材料复合使用;炭化处理纳米纤维素材料具有独特微孔结构,比表面积大等特点,其存在的形态主要有气凝胶、纳米纤维膜及薄膜等;重点分析了2种方法叠加制备纳米纤维素材料在储能领域应用中存在的问题;提出构建环保、形态结构多样的天然基材储能器件是未来的发展方向,指出静电纺丝和炭化制备纳米纤维素材料在柔性储能器件和小巧型移动端储能设备中具有较好应用前景。     

防水透湿膜在纺织上的应用及研究进展

防水透湿膜是一种兼具耐水渗透性和水汽透过性的功能膜材料，其与纤维面料复合，可制备具有独特防护性和兼顾透气、透湿于一体的舒适型功能性纺织品。目前，用于可穿戴纺织品的人体-环境交互领域的湿热传输膜材料主要有聚四氟乙烯疏水膜、聚氨酯亲水膜和静电纺丝纤维膜。本文对这3种防水透湿膜的结构、制备方法、防水透湿机理及应用性等进行综述，总结防水透湿膜的研究进展及其在纺织上的应用趋势，并对未来智能防水透湿薄膜的研发重点做出展望。     

炭黑复合导电聚酯纤维的研制

为给导电纤维的生产提供参考,研究PET及不同质量分数导电炭黑/聚酯(CB/PET)导电母粒的熔点、熔融指数、特性黏度等性能,分析导电纤维的复合纺丝工艺,制备了三点外露截面形状的永久性导电纤维,测试了导电纤维的性能。结果表明:随着CB质量分数的增加,CB/PET熔体流动性能变差;在复合纺丝过程中,随着CB/PET导电母粒中CB质量分数的增加,纺丝温度和纺丝压力也要相应提高;导电纤维的导电性能随着CB/PET导电母粒中CB质量分数的增加而提高;随着牵伸比的提高,导电纤维的导电性能下降,导电纤维的最佳牵伸比为1.5。     

针织结构柔性传感器的设计开发与应用研究

以针织结构传感器为研究对象,从导电纤维的制备、纺织结构传感器的传感机制、针织结构柔性传感器的针织结构设计以及传感织物的应用等方面,讨论柔性传感织物的材料选择、结构设计、应用前景及存在问题,综述针织结构柔性传感器的设计开发及应用情况,为纺织材料在柔性智能可穿戴领域的进一步应用研究提供参考.     

静电纺聚丙烯腈/硫酸铜纳米纤维膜的制备及其性能

为开发可应用于医疗敷料的铜离子纳米纤维膜,采用静电纺丝技术制备了聚丙烯腈/ 无水硫酸铜复合纳米纤维膜,探讨了纺丝液质量分数及黏度、导电率对纺丝过程和纤维外观形貌的影响,并对其所含元素及纤维粒径分布进行测试表征。结果表明：铜离子存在于纳米纤维膜中;在设定的纺丝工艺参数下,当纺丝液中聚丙烯腈的质量分数增加时,溶液黏度随之增加,纤维直径逐渐变大;当纺丝液中无水硫酸铜的质量分数增加时,溶液导电率随之增加,纤维直径先变小后变大,且易出现纤维粗细不匀及串珠现象;当纺丝液中聚丙烯腈与无水硫酸铜质量比为8：3时,纤维的外观形貌最好,且直径在300 nm左右。     

电发热织物在柔性可穿戴领域的应用

纺织品的舒适性、安全性和功能性日益受到重视,主动产热式柔性可穿戴电发热织物的研发具有十分重要的意义.系统阐释了构成电发热织物的主要材料及其制备工艺,分析了近年来国内外电发热材料的研发概况,比较了不同电发热材料、织物在应用和研发上存在的优缺点,并对电发热织物在柔性可穿戴领域的应用进行了展望,以期推动柔性导电纤维在智能可穿...     

聚氨酯/导电炭黑复合纤维的制备及其柔性电热性能

为制备具有良好电学性能的聚氨酯（TPU）复合纤维,通过溶液共混制备添加不同质量分数导电炭黑（CB）的聚氨酯纺丝溶液,进一步利用湿法纺丝技术制备TPU/CB复合纤维,并对纺丝液黏度、复合纤维的微观结构及力学、电学性能进行测试、表征。结果表明：复合纺丝液具有显著的切力变稀特性,同时随CB质量分数的增加,纺丝溶液黏度逐渐升高...