“通常,導電納米涂層適用于無機材料,如硅。如果我們能夠找到一種方法,將它們應用與紡織品(便宜的、有柔韌性的材料,表面質地變形),這將意味著一個成本效益方法,它是一個改善目前和未來電子設備的框架。“論文的主要作者Jesse Jur說,他是紡織工程、化學和科學助理博士。
所謂的原子層沉積無機材料涂料技術,一般用于太陽能電池、傳感器和微電子技術,研究人員設想將這種技術應用于紡織品表面,如梭織棉布和無紡布聚丙烯表面,同樣的材料用于重復使用的雜貨店袋子。“想象一下,涂層紡織面料,每一根纖維都有著相同的納米厚涂層,比人的頭發還細幾千倍,這是原子層沉積技術能做到的,”Jur說。這項研究得到北卡羅來納州化學與生物分子工程Akcoa教授Gregory Parson的合作,在他的實驗室里進行,結果表明,普通紡織材料了用來做復雜的電子設備。
作為他們研究的一部分,研究人員創建了一個程序,量化紡織材料導電涂料的導電性。目前測量傳導性的標準使用的是一個四點探針,在兩個探頭之間放一個電流表,在另外兩個探頭之間放一個電壓表。但是,這些探頭太小,不能最精確地測出紡織材料的讀數。在論文中,研究人員說,它們使用了新技術,利用較大的探頭,可以精確地測量納米涂層的導電性。這種新系統讓研究人員更好地了解,如何讓紡織品上的涂層轉變為導電設備。
“我們不期待用棉花做復雜的晶體管,但簡單的電子裝置,可以通過利用紡織材料的輕便柔韌性而受益,“Jur解釋說。“像這樣的研究具備潛在的健康和檢測應用程序,因為我們在一開始可能在實際材料上嵌入布傳感器,可以跟蹤心率、體溫、運動以及更多的實時跟蹤。要做到這一點,你必須在整個面料上面貼上電線束,這樣使得面料體積大而且穿著不舒服。
在電子世界,理想始終是更小和更輕。如果我們可以改進如何應用和測量紡織品上的導電涂層方法,我們可能移動涂層設備的針,涂層設備具備必不可少的導電性能,還具備天然紡織原料為人類提供的所有好處。
這份論文發表在六月號新型功能材料版。這項研究經費來自美國能源部和非織造布合作研究中心。
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