近年來,具有抗沖擊和智能監(jiān)測(cè)功能的智能可穿戴設(shè)備越來越受到人們的關(guān)注。剪切增稠材料因其吸能防護(hù)的優(yōu)勢(shì),非常適用于抗沖擊材料的制備。但是,目前通過浸漬、涂覆等方式制備的剪切增稠流體(STF)基復(fù)合防護(hù)紡織品,存在穿戴舒適性差、液體易泄漏、耐磨耐用性差等問題,因此將STF加工成兼?zhèn)渫笟狻⒂H膚、耐用的智能型抗沖擊防護(hù)功能紡織品,難度大、挑戰(zhàn)度高。為解決該加工技術(shù)難題,武漢紡織大學(xué)徐衛(wèi)林院士團(tuán)隊(duì)的纖維及其集合體先進(jìn)加工技術(shù)課題組,攜手中科院納米能源所、華中科技大學(xué),采用多種材料分層包裹復(fù)合的液流紡紗加工技術(shù)(圖1),批量化開發(fā)了一種基于液態(tài)剪切增稠材料的復(fù)合紗線(STFY)及其織物面料,有效用于抗沖擊防護(hù)管理、人體運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)和能量收集。成果發(fā)表在Nano Energy上(DOI:10.1016/j.nanoen.2023.108955)。
圖1. STFY及其智能型防護(hù)功能織物的加工及特征
圖3. 多功能紗線傳感器的穿著舒適性和抗沖擊性能
該工作是纖維及其集合體先進(jìn)加工技術(shù)課題組近期關(guān)于液態(tài)功能材料的相關(guān)應(yīng)用研究進(jìn)展之一。液態(tài)功能材料的難紡性(如難握持,易破裂等)往往使其與紡織材料結(jié)合的研究帶來極大困擾。為此,課題組負(fù)責(zé)人夏治剛教授帶領(lǐng)課題組聯(lián)合攻關(guān),聯(lián)盟華科、中科院、安踏等多家單位,開發(fā)了流體紡紗加工技術(shù),系統(tǒng)探索了液流體功能材料與紡織材料的復(fù)構(gòu)紡織加工、結(jié)構(gòu)性能調(diào)控及應(yīng)用。課題組采用先進(jìn)功能紡紗加工技術(shù)獲得了多功能傳感、能量收集、個(gè)體防護(hù)系統(tǒng)的多個(gè)成功經(jīng)驗(yàn)(Adv. Funct. Mater.,2022,32,2107682;Nano Energy 2023, 106, 108078; Chem. Eng. J., 2022, 137241; Composites Part B., 2022, 246, 110238; Composites Science and Technology, 2023, 235, 109972; ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 2113-2121; Biosens. Bioelectron., 2020, 183, 107683等)。
原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.108955
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