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武漢紡織大學徐衛林院士團隊 CEJ:用于智能消防系統的增強電輸出和熱適應性的互鎖芯鞘摩擦電紗線/織物
2024-03-13  來源:高分子科技

  每年火災事故頻繁發生,對公共安全、財產和生態環境構成嚴重威脅。目前,將自供電柔性電子紡織品設計用于消防救援引起了廣泛關注。根據文獻報道,發現理想的智能救援系統應具有能量收集的能力、結構靈活,且擁有出色的熱防護功能,在高溫條件下仍能保持其穩定的機電性能。然而,現有的芯鞘結構摩擦電紗線因其有限的電輸出性能和較差的熱適應性而限制其實際應用。



  針對上述問題,武漢紡織大學省部共建國家重點實驗室徐衛林院士團隊利用可擴展編織技術制造了一種具有互鎖芯鞘絨圈結構的摩擦電紗線/織物,并展示了其在智能消防領域的應用。研究成果以“Enhancing electrical output and thermal adaptivity in an interlocked core-sheath triboelectric yarn/fabric for intelligent fire-rescue systems”為題發表在國際期刊Chemical Engineering Journal上。 


1. 互鎖芯鞘摩擦電紗線的結構與功能設計以及應用展示


  該互鎖芯鞘摩擦電紗線內層為交叉纏繞的鍍銀導電紗線,外層為絨圈狀的聚酰亞胺紗線。這種獨特的結構設計優化了結構穩定性、擴大了接觸面積并提高了介電層包覆效果,使該摩擦電紗線具有優異的電輸出性能,并在25-250 ℃寬溫度范圍內擁有出色的熱穩定性。此外,它可以與商用消防服相結合,無縫集成到自供電消防救援系統中,用于運動監測、位置獲取和被困消防員的逃生警告。這種新穎的具有互鎖芯鞘絨圈結構的自供電傳感紗線有望為下一代智能消防救援系統的構建提供新的制造策略。 


2.互鎖芯鞘摩擦電紗線在運動檢測、位置獲取、逃生報警中的應用


  武漢紡織大學省部共建國家重點實驗室劉可帥教授為該論文通訊作者,團隊長期從事功能性纖維材料加工和高性能特種紡織品研究,獲得2022年湖北省科學技術發明獎二等獎一項,2018年湖北省科學技術發明獎一等獎一項,2019年安徽省科學技術獎一等獎一項。迄今已在Advanced Functional MaterialsComposite Part BChemical Engineering JournalAdvanced Science等國內外學術期刊發表文章40余篇。該工作得到徐衛林院士的大力指導以及國家重點研發計劃課題、國家自然科學基金項目、湖北省科技創新人才計劃課題、湖北省重點研發計劃課題等經費支持。


  原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.150172

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