柔性复合导电纤维在智能纺织品中的研究进展

智能纺织品的应用是各类新材料、新技术在纺织产业中的综合表现,近年来呈现高速发展态势。为推动柔性复合导电纤维在纺织领域智能化、集成化方面的应用,助力于纺织产业的智能化转型,系统性地综述了不同材料制备柔性复合导电纤维的导电机制,这些材料包括金属纳米材料、导电高分子材料、碳纳米材料以及以MXene为代表的其他材料等;总结了柔性复合导电纤维的制备方法;着重介绍了纤维基应变传感器、纤维基超级电容器以及纤维基纳米发电机等柔性电子设备在智能纺织品中的应用;最后指出功能集成型、可持续自供电、低能耗、绿色无害是柔性复合导电纤维未来的发展趋势。     

基于碳纤维及其织物的柔性锂电池电极研究进展

随着可穿戴技术的快速发展,对柔性锂电池的需求日益增加,将电化学性能优异的活性电极材料与柔性纳米碳基材料进行复合,是目前制备高性能柔性锂电池电极的热门研究方向。本文主要对碳纤维及其织物在锂离子和锂硫电池柔性电极材料中的研究与应用情况进行综述,总结了制备柔性复合电极材料的不同方法及其进展,包括静电纺丝技术、水热法、热处理、涂覆、磁控溅射、原子层沉积和热刻蚀等,所获得的电极材料均在某方面表现出优异性能,例如可逆容量高、循环性能优异、力学强度增强等。最后对基于碳纤维及其织物的柔性锂电池电极的未来发展提出了展望。     

导电纤维用于可穿戴智能纺织品的研究进展

导电纤维作为可穿戴智能纺织品的枢纽,因其优异的导电性与力学性能,在电子、医疗、军事、航空航天等领域被广泛应用.文章根据近年来国内外柔性导电纤维的研究成果,系统地概括了导电纤维的类型、特点、制备方法、性能及应用.最后,对柔性导电纤维的缺陷与不足进行总结,对其发展前景与趋势提出展望.     

织物心电电极研究进展

概述传统医用心电电极存在的问题、织物心电电极的定义及其优点,并从常用的导电纤维材料和基底材料、电极结构、形状与尺寸、监测系统等方面对织物心电电极进行介绍,列举若干国内外研究实例.最后,分析目前织物心电电极存在的问题,并对其发展进行展望.     

基于纤维素材料的柔性应变传感器的研究进展

近年来柔性应变传感器发展迅速,目前在个性医疗、运动监测、智能可穿戴等领域均有着广泛应用.随着资源短缺、环境污染等问题的加剧,制备清洁绿色的柔性传感器成为研究热点.纤维素材料以其自身储量丰富、可降解再生、易加工成多种结构等优势,为柔性应变传感器的制备和性能提升提供了新的发展方向.本文对近些年以纤维素材料制得的柔性应变传感...     

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...     

柔性可穿戴电子传感器的现状及发展趋势

智能纺织品是指具备感知和反馈功能,并保留纺织品固有风格和技术特征的一类新型纺织品,由于其具有柔软和自适应等特点,近年来被广泛研究。柔性可穿戴技术和柔性导电纺织材料是智能纺织品发展的重要基础,而柔性传感器是其实现智能化的核心部分。对柔性可穿戴技术的发展进行了概括总结,并根据工作原理的不同,分别介绍了柔性电容式传感器、柔性压电式传感器和柔性压阻式传感器的原理、制作方法、与纺织材料的结合方式以及在智能纺织品上的应用等。     

碳纤维/涤纶刺绣心电电极制备及其性能

为制备一种生物相容性高的医疗级可穿戴电子服装用人体心电(ECG)监测电极,以碳纤维/涤纶复合长丝为电极导电材料,采用刺绣法开发了一种新型刺绣电极,对电极的电学性能和细胞毒性进行分析,并与镀银锦纶/涤纶刺绣电极进行对比;借助自行研发的可穿戴带式心电监测系统评价织物电极采集ECG信号质量。结果表明:镀银电极电学性能较优,但在长期心电信号监测中,碳基电极的阻抗变化与镀银电极相近;对比医用凝胶电极,2种刺绣电极采集到的ECG信号质量良好,均能满足医疗诊断需求;镀银电极具有很强的细胞毒性,其细胞存活率为3%,而碳基电极的细胞存活率为107%,细胞毒性为0级,具有良好生物相容性,符合医疗体外材料测试标准。     

用于柔性织物电极的导电纱线耐久性研究

为了提高运动训练领域智能服装的使用寿命,针对镀银纱线耐久性差的问题,提出了一种石墨烯聚合物导电纱线代替其作为织物电极导电材料的方法.通过实验分别比较汗液和光照对导电纱线表面形态、强力和电学性能的影响.结果表明:镀银导电纱线在汗液处理时电阻增加很快、纱线均匀性变差;随着浸泡时间的增加纤维表面镀银层脱落面积逐渐增大,当镀银层表面有缺陷时,破坏过程会加速;光照也会增加镀银纱线的电阻,同时降低电阻均匀性;腈纶石墨烯纱线耐汗液性能比镀银导电纱线有明显的提高,且具有比较稳定的耐光照性能.腈纶石墨烯纱线更适合作为运动训练等场景下具有生理监测功能的织物电极材料.     

起绒织物心电电极的制备及其应用

Ag/AgCl凝胶电极广泛应用于可穿戴心电测量领域,但随时间推移,凝胶逐渐风干,导致其导电性能变差。针对此问题制备了可替代其作用的起绒织物心电电极。以纯涤纶起绒纱线为基底,先采用原位聚合聚苯胺,再进行化学镀银,在纱线绒毛的表面沉积银单质制得导电纱,再用导电纱手工制备起绒织物心电电极。利用扫描电子显微镜和红外光谱对纤维表面形貌和化学组成进行了表征,测试了皮肤-电极阻抗性能和心电信号及皮肤-电极阻抗随时间的变化,评价了该电极电性能的稳定性。结果表明:在纤维表面成功沉积了可还原银离子的聚苯胺薄层,且纤维表面的镀银层致密均匀;在电学性能和心电信号测试结果中,起绒织物电极的皮肤-电极阻抗在5~500 Hz频率范围内小于1MΩ·cm^2,数值为0.65MΩ·cm^2;心电信号可分辨QRS波群以及T波心电特征波,而P波显示不清;该电极与皮肤的阻抗在4 h内保持相对稳定,在一定程度上反映了该电极可应用于可穿戴心电测量设备。     

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.     

基于碳纳米管的可穿戴柔性传感器研究进展

天津工业大学纺织科学与工程学院;智能可穿戴电子纺织品研究所; 摘要:碳纳米管具有优异的电化学性能和生物相容性,基于碳纳米管材料的柔性传感器具有灵敏度高、成本低和兼容性良好等独特优势,在诸多领域得到广泛应用。首先阐述碳纳米管的性能及分类,然后综述几类基于碳纳米管的典型柔性传感器的研究进展,包括柔性压力传感器、柔性应变传感器、柔性温度传感器、柔性湿度传感器及其他柔性传感器等,详细介绍他们的传感原理、制备方法和传感性能。最后指出柔性传感器目前存在的问题,并对其发展前景进行展望。     

柔性传感器在纺织服装上的应用

为满足人们对智能服装日益增长的需求,针对柔性传感器在智能服装中的应用,详细介绍了电容式、压阻式、压电式、电感式及光纤式感知机制下的柔性传感器及其新型材料的制备技术,总结了国内外柔性传感器与纺织服装结合后在人体监测、医疗保健及生活娱乐方面的研究成果及应用。指出了柔性传感器在纺织服装实际应用中所面临的材料耐久性、结构稳定性及测量数据精确度的挑战,并对柔性传感器制作工艺、数据采集和处理能力的发展前景进行展望,为纺织服装产业创新转型提供新方向和新思路。     

长时连续稳定体表肌电监测织物干电极的研究进展

肌电是肌肉神经疾病的重要病理信息,对其长时连续稳定监测是应用关键。首先简要回顾肌电监测的电极种类及工作原理,然后详细概述适合长时连续稳定肌电监测的织物干电极发展现状,从其结构与制备技术、性能表征及评价技术和肌电监测服集成技术3个方面展开,总结分析目前面临的技术局限和未来发展趋势,指出提高织物干电极的应变稳定性以及耐汗性是当前需要突破的技术。     

纳米纤维素基柔性导电薄膜的构筑及其在柔性电子器件中的应用研究进展

纳米纤维素（NC）因具有高比表面积、优异的力学性能、出色的热稳定性和可生物降解性,是柔性储能设备电极材料的理想候选者。在柔性电子器件的应用中,通常将NC与导电材料结合以提高其导电性。本文从NC的结构特点出发,综述了NC基导电薄膜的形成及其在柔性电子器件的应用,总结分析了NC基导电薄膜在实际应用中存在的问题和挑战,并对其未来的研究方向进行展望。     

智能服装用银纳米线柔性传感器的研究进展

阐述柔性传感器导电部分银纳米线的制作方法,主要包括多元醇法、热溶剂法、紫外线辐照法、光还原技术、电沉积工艺、DNA模板法、多孔材料模板法和湿化学法,并介绍银纳米线在导电聚合物中的应用。阐述柔性传感器的特性和研究现状,以及柔性传感器在智能服装中的实际应用,指出柔性应变传感器可将人体各部位的运动信号转换为电信号输出,进而再对信号进行处理,在可穿戴式保健系统和人机交互中有很大的应用潜力。该研究对柔性传感器的开发有一定的指导意义。     

MXene改性纺织品在柔性应变传感领域研究进展

MXene具有优异的导电性,丰富的表面官能团,易与纺织品进行界面结合等特点,采用MXene对纺织品进行改性并将其作为柔性应变传感材料已成为近年来智能可穿戴电子设备领域的研究热点。首先介绍了MXene的主要制备方法,总结和探讨了近年来通过浸涂、喷涂、纺丝法获得的MXene改性纺织品柔性应变传感材料在快速响应、高灵敏、耐久性和多功能化等方面的研究进展。指出MXene改性纺织品柔性应变传感器在人体运动监测、脉搏监测以及多功能应用等领域具有发展前景,为可穿戴智能纺织品的研发提供了更多的可能。最后展望了MXene改性纺织品柔性应变传感材料在高灵敏、高柔性、环境友好与规模化制备等方面的未来发展和面临的挑战。     

柔性智能纺织品与功能纤维的融合

21世纪柔性智能电子纺织品概念热销,但虽经过多年发展,产品市场中对其定义和要求还比较模糊和落后,部分技术含量低的产品也以此自诩进入市场,而最先进的柔性可穿戴纺织技术则止步于学术研究成果,未被有效运用到产品设计开发中去,但终端市场将来对此类高附加价值产品的需求巨大。针对上述问题以及前端生产商和终端消费市场之间的矛盾,通过对柔性智能纺织品和功能纤维科学技术发展现状的简述,对柔性可穿戴智能纺织技术进行新的界定,认为柔性、灵活地连结电子元件,通过纺织品载体实现人衣交互及纤维化的电子元件制造技术将成为未来发展的3 个基础点。此外,在技术市场化转变的过程中,综合考虑诸多产品设计和使用因素,提出一种全面的设计方案,辅助众多纺织企业实现转型。     

柔性可穿戴纺织传感器的研究进展

为了促进纺织传感器向柔性化、微型化、智能化和多功能化方向发展,对纺织传感器的分类、材料特性和制备方法进行综述,重点分析压力传感器、光纤传感器、生物传感器、温湿度传感器的应用现状,并对今后的研究提出展望。指出,纺织传感器是可穿戴设备实现智能化的核心装置,高质量的传感器具备灵敏度高、响应时间短、柔韧性好、易加工和成本低等优点。我国高端纺织传感器的综合技术性能还有待提高,尤其需要加强对新材料、新原理、新技术的探索,以提高纺织传感器的综合性能。