隨著(zhù)可穿戴電子設備的蓬勃興起，人們對隨身能源的需求逐漸增大，基于織物的能源器件引起了人們極大的興趣。然而，體表與環(huán)境復雜多變的濕熱條件往往會(huì )影響電學(xué)織物的性能。此外，這些隨身設備的透氣、透濕及可水洗性也逐漸成為研究者關(guān)注的焦點(diǎn)。鑒于此，東華大學(xué)王宏志教授課題組以“全纖維”為設計原則，開(kāi)發(fā)了一種具有濕熱穩定性和舒適性的摩擦/鐵電協(xié)同電子織物材料。相關(guān)研究成果以《具有濕熱穩定性和舒適性的摩擦/鐵電協(xié)同電子織物材料》(“All-fibertribo-ferroelectricsynergisticelectronicswithhighthermal-moisturestabilityandcomfortability”，DOI:10.1038/s41467-019-13569-5)為題發(fā)表于國際知名學(xué)術(shù)期刊《自然?通訊》(NatureCommunications)。　

在本研究中，研究人員利用靜電紡絲技術(shù)制備了鐵電聚合物(P(VDF-TrFE))和聚酰胺6(PA6)兩種納米纖維作為功能材料，通過(guò)摩擦表面極化和鐵電極化的相互作用，實(shí)現了摩擦/鐵電協(xié)同電學(xué)增強。這種電子織物材料在低頻外力作用下可產(chǎn)生5.2W·m-2的峰值功率密度。

(a)和(b)電子織物材料的實(shí)物和結構示意圖；(c)P(VDF-TrFE)納米纖維鐵電體的電滯回線(xiàn)；(d)摩擦/鐵電協(xié)同模型示意圖　

研究人員利用親水聚丙烯腈(PAN)和聚酰胺6微納米纖維和疏水棉織物構筑了額外的吸濕排汗層。全纖維的設計理念，保證了織物材料優(yōu)良的透氣和透濕性能，其較低的干態(tài)熱阻和蒸發(fā)阻有利于維持舒適的體表微環(huán)境。

(a)電子織物材料的透氣、透濕及吸濕排汗功能示意圖；(b)和(c)親水纖維的多級網(wǎng)絡(luò )結構及直徑分布

此外，研究人員還演示了電子織物在彎折、抖動(dòng)時(shí)驅動(dòng)液晶顯示器、數字化發(fā)光點(diǎn)陣、電子手表，以及為鋰電池充電、驅動(dòng)藍牙信號傳輸系統、實(shí)時(shí)捕捉足部姿態(tài)等應用。

來(lái)源： 中國家紡產(chǎn)業(yè)網(wǎng)

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