能做智能鞋垫的铁电聚合物

据悉，东华大学的王宏志教授课题组制造了一种铁电增强型摩擦电蒸发织物（FETET），其中包括铁电增强型TENG（FETENG）和定向吸湿芯（DMWF），利用主动摩擦电场极化和被动芯吸耦合效应将大型水簇分解为小型水簇或水单体，从而提高纺织品的水蒸发速率。与最好的商业鞋垫（CI）相比，穿着FETET制得的智能鞋垫（SI）的跑步者经过40min 运动后皮肤温度下降了0.8℃。

FETET包括改性尼龙（MN）网眼、纤维素/聚酯（CP）无纺布、聚酰胺-6（PA6）亲水性纤维膜、聚偏二氟乙烯-三氟乙烯[P（VDF-TrFE）]纤维膜以及硅橡胶包裹的导电海绵。湿热性能测试表明，其具有优异的导热性，并且在摩擦电蒸发冷却过程中将保持良好的传热能力。随着FETET 功能层的增加，纺织品的耐蒸发性在合理的范围内增加。

受蒸腾作用的启发，FETET 通过芯吸-极化耦合效应将大型水团转变为小型水团和水单体，从而将水从皮肤蒸发到环境中。通过修改疏水层的润湿梯度，使得汗液更容易通过疏水层，同时确保与皮肤接触的疏水层的表面水分含量始终为0%。在不同的拉普拉斯压力的影响下，汗液将在两个亲水层中扩散，并无法通过P（VDF-TrFE）或返回至MN。在铁电增强的摩擦电场的作用下，大型水簇被降解为小型水簇或水单体，加快从液态水分子到气态水分子的转化。

实验表明，与没有摩擦电场的情况相比，FETET的水蒸发速率从0.005 g·min-1增加到0.008 g·min-1。与传统吸湿排汗织物相比，摩擦电蒸发织物的水分蒸发率分别比亲水性棉织物和亲水性聚酯织物高4.4倍和3.6倍。此外，初级孔和次级孔使SI 具有出色的感测性能，通过人体运动自供电和自感应无线监视系统，可将信号通过芯片和蓝牙模块无线传输到手机。