前沿

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研究人员在织物上构建微型超级电容器

据报道，河南洛阳师范学院化学化工学院博士生王桂霞与美国研究人员合作，通过利用二氧化碳激光刻蚀氧化石墨烯层，首次实现在织物上构建以石墨烯为基底的微型超级电容器，相关成果在线发表于《电源杂志》。

据悉，全固态微型超级电容器已经成为便携式和可穿戴电子产品有吸引力的储能单元，但由于其柔韧性和耐水洗性能差而使其在实际应用中受到限制。

研究人员利用二氧化碳激光刻蚀在柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯织物上浸涂氧化石墨烯涂层。经过激光刻蚀成同心圆形的石墨烯氧化物层具有适合构建电化学双层的三维多孔结构。为了提高所制备的微型超级电容器的耐洗性和柔韧性，研究人员使用全固态电解质硫酸—聚乙烯醇，并利用交联剂戊二醛将经过激光刻蚀的氧化石墨烯层和硫酸—聚乙烯醇电解质交联到聚对苯二甲酸乙二醇酯织物上。制备得到的全固态平面微型超级电容器表现出优异的柔韧性，高的面积比电容以及弯曲和洗涤时良好的速率能力。此外，得到的超级电容器也具有较高的功率密度、能量密度以及循环稳定性。

（摘编自中国科学报）

涂层法制备可升温手套

据悉，马萨诸塞大学阿姆赫斯特分校的研究人员开发出了一种制造电热布的方法。材料科学家 Trisha Andrew解释说：“使用一种用于纳米涂层织物的蒸汽沉积方法，在一副普通的老式棉布手套的手指上涂上一种聚合物，即聚（3,4-乙烯二氧噻吩）或 PEDOT，一枚重 1.8 克（0.0039磅）的硬币电池给手套提供动力，让少量的电流通过，这样就会升温，但不会对皮肤造成伤害。并且因为手指需要很高的曲率，也可以说明材料非常灵活。”

该团队制作的测试手套让手指保持了大约8小时的温度，若使用可充电电池，则可延长时间。而且如果它们在被撕裂、修复甚至在水中浸泡之后仍可继续工作，那么在雨雪天气里，戴手套的人都不会感到寒冷。另外，该团队还在毛衣上涂了一层棉纱，这种材料产生了良好的效果，表明这种涂层方法可以用于多种服装。

（摘编自威锋网）

Supreme Corp开发出高导电性纱线

位于北卡罗来纳州的高科技纤维及纺织品制造商Supreme Corporation，开发出用于先进智慧布料的高导电性纱线。据悉，新的Volt智慧纱线(Volt Smart Yarns)最多可包含4根像头发般粗细的电线，能够以公尺为单位售卖。

该项专为商业缝纫机使用而设计的纱线，可以作成梭织布料及针织布料，并具有加温、开关控制和容量的功能，能与无线技术相互运用，可成为具有强度冲击和触摸的感应器。Supreme Corporation执行长Matthew Kolmes表示：“这是目前市面上第一款具有高导电性的纱线，也是唯一能够传送电力、接地和传递讯号，并具功能性、用于可穿戴式智慧服装的纱线。”

位于Hickory的SupremeCorporation，以专门研究高性能、专利保护纱线和个人防护衣而着称，特别是将产品运用在执法装备上。目前其在高科技纱线和布料方面拥有60项专利，另有15项专利尚待批准。Kolmes表示：“我们可以利用Volt来改造附有导电智慧纱线的警察防弹衣，让其成为具有强度冲击的感应器。或者纳入蓝牙发射器，如果一名警察失联，关键讯息将立即被传送到总部。”

（摘编自亚洲纺织联盟）

超疏水智能涂层研究获进展

中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所张珽研究员团队构筑了有多级微纳复合结构的多壁碳纳米管（MWCNT）/热塑性弹性体（TPE）复合超疏水智能涂层，该涂层同时兼具了超疏水和优异的应变感知性能，可以有效抵抗环境中水、酸液、碱液、汗液等的干扰，如图所示，(a)、(b)为多功能智能涂层表面形貌，(c)为水滴(～3mL)在未处理、碱、酸、紫外处理之后的智能涂层表面的光学照片，(d)为智能涂层截面的微观形貌。

从研究结果来看，得益于复合涂层中梯度分布的TPE和稳定的微米孔-纳米突起复合结构，该多功能涂层既可以与柔性衬底（如：柔性织物、聚酰亚胺、聚乙烯等）稳定结合也可与刚性衬底（如：玻璃、金属等）良好的结合，且符合Wenzel以及Cassie模型，具有非常稳定的超疏水性能（接触角～162°）；另一方面多孔微纳复合结构给予MEWCNT/TPE复合网络对拉伸、弯曲以及扭曲优异的应变感知能力：实现了高灵敏度（GF：5.4～80），高分辨率（1°的弯曲），快速响应时间（＜8ms），大应变范围（最大应变 ～76%、弯曲角度 0° ～140°、扭曲 0～350radm-1）以及高稳定性（5000次大应变拉伸实验）。

该团队还成功实现了多功能应用：在复合材料中加入四氧化三铁（Fe3O4）纳米粒子构筑磁驱动“水黾”机器人；形成智能织物全范围实时监测人体动作等。

（摘编自中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所）

利用结构色使碳纤维及其织物着色

据报道，湖北大学王世敏教授和武汉纺织大学徐卫林教授等指导的研究团队研究出一种有效、易操作的碳纤维织物着色方法，不仅颜色可调，还具有优良的耐洗涤性能。这项研究已经发表在国际材料科学领域顶级期刊《ACS Nano》上。该研究主要从仿生结构生色的思路出发，采用ALD（原子层沉积）技术在碳纤维/织物表面构建尺度各异的非晶TiO2薄膜，实现了碳纤维及其织物的着色。

由于碳纤维织物表面主要是化学惰性的sp2键，启动CFF上的ALD反应比较困难。这项研究利用碳纤维表面存在的缺陷和含氧官能团（如-OH和-COOH），可有效启动TiO2薄膜生长的特性，首先引入TIP（四异丙醇钛），通过碳纤维表面上-OH或-COOH的活性基团的自限制化学反应在碳纤维表面形成-OCH（CH3）2，并引入H2O与-OCH（CH3）2反应形成单层TiO2薄膜和外露的-OH，每个步骤之后通过氮气吹除剩余物质。通过重复上述ALD循环数目，可以精确地调节所需的TiO2薄膜厚度。

通过控制非晶TiO2薄膜的厚度，该研究实现了三原色红、黄、蓝的成功制备，并能通过三原色的复合，即改变碳纤维织物表面ALD TiO2的厚度，获得其他各种不同的颜色。且所形成的TiO2薄膜耐洗涤性能优良，可经受50次的洗涤。这一成果为实现碳纤维及其织物的生态着色指明了方向。

（摘编自纺织导报）

新型过滤纸过滤效率高且透气性好

最近，中国科学院上海硅酸盐研究所朱英杰研究员及其科研团队，在之前羟基磷灰石超长纳米线耐火纸的研究工作基础上，成功研制出一种可高效清除空气PM2.5细颗粒物的新型羟基磷灰石超长纳米线基过滤纸，以及用该材料作为滤芯的过滤口罩。该新型过滤纸生物相容性好、环境友好、无毒无害、柔韧性高、纳米线之间可自组装形成三维网络纳米多孔结构、表面吸附能力强，可有效拦截、吸附和过滤空气PM2.5细颗粒物，过滤效率高。

为了显著改善新型过滤纸的透气性，该团队采用羟基磷灰石超长纳米线作为主要构建材料，再与植物纤维复合，从而形成多级复合孔道结构，实现了在保持空气PM2.5细颗粒物高过滤效率的同时，还可大大提高过滤纸的透气性。

重要的是，该新型过滤纸在中度、重度、严重污染等不同程度的空气污染环境中，对PM2.5细颗粒物的过滤效率均高于95 %，可作为核心过滤材料嵌入日常过滤口罩中，实现在各种雾霾天气环境中个人的有效防护。并且还可多次重复和长时间使用。

此外，该团队还研制出一种具有抗菌功能的新型羟基磷灰石超长纳米线基过滤纸，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等常见细菌具有高效抗菌活性，有望应用于高效抗菌过滤口罩。该新型过滤纸还有望作为高效滤芯材料应用于空气净化器、空调等产品中。相关研究结果发表在国际著名学术期刊——英国皇家化学会《材料化学期刊A》上，并申请1项发明专利。

（摘编自中国科学院上海硅酸盐研究所）

石墨烯复合水凝胶纤维可实现形状颜色双重仿生

据悉，东南大学生物电子学国家重点实验室赵远锦教授和顾忠泽教授的研究团队提出了一种通过胶体纳米粒子在毛细管中快速自组装来形成所需形貌结构色材料的新策略。由于固－液－空气界面下降和胶体组装的不同步过程，这些纳米颗粒可以在毛细管的内表面上形成非均匀的环形条纹图案。研究人员可以通过调整胶体自组装过程中的相关参数，如毛细管内径和胶体粒子浓度来精确地调整结构色条纹图案的宽度和间距。同时，通过使用不同粒径的粒子进行单根毛细管组装，可以实现具有不同结构色或不同结构色组合的条纹图案。

有趣的是，通过将近红外光响应石墨烯水凝胶整合到结构色条纹图案中，这种复合材料可以像一些生物一样被赋予自我报告和可逆的弯曲行为。研究人员用单侧近红外光去照射纤维，由于石墨烯水凝胶优越的光热转化效率，受照射区域会发热而发生收缩。这样不均衡的局部收缩不仅会导致纤维向光弯曲，还会导致结构色区域性蓝移。这表明通过观察特定位置处条纹的结构色，可以半定量地确定纤维的弯曲角度。

进而研究人员将该结构色彩水凝胶条纹设计成了一种具有防伪功能的动态条形码标签。与现有条形码相比，这种条形码提供了更加复杂的信息，从而提高了伪造者伪造的难度。令人兴奋的是，通过将近红外光整合到条形码读取器中，这些结构色条纹图案可以在扫描器下显示出动态的颜色变化，甚至是隐藏的编码信息。这些结果表明，以动态编码信息和颜色为特征的通用条形码标签对于防伪领域具有很大的潜力。

（摘编自高分子科学前沿）

印度开发新型3D打印可穿戴天线

据悉，印度国家跨学科科学与技术研究所(NIIST)的研究人员使用3D打印来开发一种可以嵌入织物的新型可穿戴天线。它是一种由导电银墨水3D打印的可穿戴天线，灵活轻便，不会被氧化。天线嵌入的聚酯织物上的底部电极是3D打印的，E形贴片天线有多种应用，包括防御、远程医疗和环境监测。

科钦科技大学的P. Mohanan博士说：“我们的目标是制造可佩戴的天线，它可以嵌入到偏远地区士兵穿的夹克中，通过将天线连接到不同的传感器，如温度、压力和ECG传感器，数据可以传输到远程服务器。天线可以以非侵入的方式感知和传送数据，这样我们就可以监视士兵的健康。”

据了解，天线长约3厘米，宽4厘米，工作在3.37赫兹。它涂有PVC聚合物以使其具有防水性，并且可以编织成用于WiMAX(全球微波接入互操作性)应用的纺织品。为了最大限度地发挥柔性，同时在丝网印制过程中保持墨水不会渗透到材料中，研究人员在层之间用聚丙烯酸酯片材热压三层织物，然后将聚丙烯酸酯片作为粘合剂。

（摘编自中国3D打印网）

美国杜邦发布新一代耐用纺织品解决方案

10月19日，美国杜邦公司发布了Sorona®品牌、英威达尼龙®品牌和杜邦Tate & Lyle生物产品新一代工作服系列。工作服和户外服装可持续纺织品解决方案是将多层次的高性能材料与耐用的织物整合在一起，为服装、鞋类和齿轮设计者提供更多的选择。

英威达尼龙®品牌和杜邦Tate & Lyle生物制品创造出的新一代高效生态纺织品解决方案，结合了织物持久的耐磨性以及生物susterra®丙涂料和薄膜，提高了消费者的接受度，同时品牌还将推出一个整合杜邦Sorona®生物基创新软壳的高性能纤维技术的面料。

经过几十年的研究，杜邦的科学家们发现了潜在基础物1,3丙二醇–砌块生产的一个方法，而这种砌块，是利用现代生物技术完成Sorona®和susterra®品牌解决方案，生产高性能、可再生的植物纤维、涂层和薄膜的环保高效的创新纺织解决方案。经过品牌经营授权的珠峰服装面料厂对这一持久的生物基尼龙织物软壳液®进行开发，其软壳板具有持久的尼龙naturalle™织物的外表面、超过25%的可再生来源材料和支持膜中间层聚氨酯生物，有助于将羊毛手感和轻量级Sorona®纤维融合。

（摘译自杜邦工业公司/马安冬）

帝人推出超级排汗芳纶防护服

10月11日，帝人Aramid公司宣布推出超级吸湿排汗面料Teijinconex®coolnex，该面料轻薄柔软，突出特点是在不失去阻燃性的前提下，可迅速吸湿排汗。

该面料为单层织物，结合了个人防护面料和高性能运动面料的特点，可提供卓越的热防护性能，来抵御高温、火焰和火灾。同时又可将汗水排出体外，产生棉花般的舒适感，并且吸湿排汗性能优于棉、粘胶和传统的芳纶织物。该织物使用高性能芳纶®或Technora®对位芳纶纤维，可增强其强度和耐久性。Teijinconex®coolnex超级吸湿排汗面料不仅保留了其热保护性能，还拥有舒适性能。

帝人芳纶在专业防护服装和运动装上有悠久的历史和宝贵的经验，可进一步研发舒适的阻燃工作服，其内置的阻燃和防潮释放性能可使织物成为真正出色的日常使用面料。

（摘译自帝人集团/马安冬）