前沿

Vegeto 研发植物高性能绝缘纺织材料

1月18日，加拿大植物纺织纤维可持续生产和加工供应商 Vegeto 创新推出了一种由马利筋属植物制成的高性能绝缘材料。这种新的创新产品将成为户外服装和设备市场，尤其是夹克、手装和睡袋环保解决方案的首选。

Vegeto 总经理Ghyslain Bouchard 表示：“这种新型绝缘材料填补了纺织行业的空白,它以植物为基础，且性能良好，使得纺织品的生产不依赖于动物源或石油产品的常规模式，我们正在为整个服装和纺织行业播下变革的种子。研究表明，马利筋纤维的中空结构可以储存空气并保持温度，隔热功能优异，启发我们创造了马利筋高性能绝缘纺织材料。”

这种无纺布层压绝缘纺织材料是马利筋纤维和木棉纤维的混合物，以及玉米淀粉制成的生物聚合物。通过在独立实验室（CTT 集团）进行的测试证实了该产品优良的隔热性能。绝缘纺织材料主要用由石油衍生物或动物源材料组成的合成产品。从生产到最终使用，传统的合成材料都会对环境产生有害影响。Vegeto 使用植物原料，在产品废弃时分解成工业堆肥。此外，消费者对皮草和羽绒被的看法正在被改变。羽绒被保暖但费用高，且不适合素食主义者的生活方式。Vegeto 纺织绝缘材料成功地将性能与对环境和动物的尊重相结合。Bouchar 强调说：“Vegeto 已制造了加工马利筋纤维所需的设备，马利筋纤维也将是新一代环保材料。 Vegeto 希望与获得符合纺织级标准且能够稳定生产马利筋作物的加拿大农民合作，以确保原料的长期供应。

（摘译自Vegeto 公司/杜宇君）

海屹科（HeiQ）推出双效凉感纺织品技术

1月13日，海屹科在瑞士苏黎世宣布推出新型双效凉感纺织品技术——HeiQ Cool，可同步实现接触凉感并持续凉感的纺织品技术。

过热和过冷都会让人感觉到不舒适，通过双效凉感技术打造的HeiQ Cool面料能够不断调节人体表面温度，适用于所有面料。首次推出的重点领域是家用纺织品，尤其是床垫、枕头和床单等睡眠产品，该面料可有效帮助用户获得良好的睡眠，触感瞬间凉爽，使人体始终保持凉爽、干燥的舒适感。这种由生物基植物油衍生的热功能聚合物通过吸收热能，给人一种瞬间清凉的感觉。如果人体升温排汗，水功能聚合物会将水分和热量一起带走，形成持续降温的效果，一旦降温完成就会停止。目前，该聚合物已获得专利。HeiQ Cool 创新双效凉感纺织品技术将水功能聚合物与生物基植物油衍生聚合物相结合，经USDA®Bio Preferred 认证，生物基含量超过50%。同时符合OEKO-TEX®标准（I-IV）以及大多数品牌限制物质清单标准。

海屹科首席营销官Hoi Kwan Lam 表示：“自新冠肺炎疫情以来，消费者更加注重提高家居舒适度。人一生有1/3 的时间在睡眠中，所以消费者愿意为提供良好睡眠的产品买单。事实上，Cotton Inc 在 2017年开展的研究表明，55%的消费者在寻找具有温度调节功能的床上用品。HeiQ Cool 技术不仅比市场上大多数产品都更加环保可持续，还有助于有效平衡体温，这意味着可同步节约空调能耗。”

（摘译自海屹科材料公司/杜宇君）

阿科玛将Pebax®弹性材料的全球产能提高25%

1月17日，为支持客户在体育和消费品市场的强劲增长，阿科玛通过对其法国Serquigny 工厂的投资，将Pebax®弹性材料的全球生产能力提高约25%。

该项投资将显著提高阿科玛生物循环Pebax Rnew®和传统Pebax 系列的产量。由于这些材料具有轻质、柔韧性和优异的能源回收性能，新产能可实现各种高度专业化等级产品的生产。这些特性在运动装备(如跑鞋、滑雪靴或技术纺织品的鞋底)、消费品(如智能手机和柔性屏幕)以及医疗设备等其他市场中颇受欢迎。

Pebax Rnew®生物循环材料源自可再生蓖麻籽，为客户提供可持续的解决方案。与市场上的其他弹性材料相比，这些材料的碳足迹最多可降低50%，并且可以完全回收利用。此外，该项计划将于2023年年中通过流程优化将场地的用水量降低25%。

阿科玛高性能聚合物业务线高级副总裁Erwoan Pezro表示：“我们很高兴致力于扩大Pebax®弹性材料的产能，Serquigny 工厂在生产这些先进材料方面拥有丰富的经验，提高产能可以应对客户对高性能可持续材料不断增长的需求。”

（摘译自阿科玛公司/杜宇君）

帝人开展碳纤维全生命周期评估

2021年12月15日，日本帝人宣布已开始对其碳纤维产品开展全生命周期评估（LCA），用于计算碳纤维的碳排放总量，这也是业内首次进行此类探索。

此前，帝人公司针对其体育、休闲、工业和飞机领域应用的碳纤维长丝的碳足迹进行了计算，经过前期的数据积累，已经掌握了碳纤维长丝产品在不同领域应用的二氧化碳排放量。

帝人公司的全生命周期评估方法已通过独立第三方机构根据ISO14040 和ISO14044 标准的认证，可以为客户提供帝人碳纤维长丝产品的可靠碳排放数据，帮助客户评估碳排放的情况。帝人公司表示，全生命周期方法有助于确定在碳纤维生产过程中的碳热点，并评估碳减排方案。展望未来，帝人公司期望全生命周期评估的范围不仅仅局限于碳纤维长丝，还可涵盖短切纤维、预浸料等中间产品。此外，通过与终端客户合作，最终实现全种类碳纤维产品的全生命周期评估目标。帝人的目标是通过努力减少能源消耗、引入可再生能源和回收方法等举措，到2050年将集团内部的碳排放量降至为零。

（摘编自中国国际复合材料展览会）

基于石墨烯纤维无纺布的柔性电极可用于无创血糖监测

开发具有非侵入性血糖监测功能的可穿戴式电化学传感器对于糖尿病诊断和管理具有重要意义。目前，基于浆料或导电墨水制备的葡萄糖电化学传感电极通常由活性物质、导电剂和粘接剂组成。其中，粘接剂的使用阻碍了电子和电解质的传输，容易覆盖电化学反应活性位点并弱化电化学响应信号。传统的葡萄糖电化学传感器还需引入水凝胶用于负载酶和收集体液，从而稀释了葡萄糖的浓度、延长了电化学传质路径。除电性能外，现有电极普遍缺乏透气性，阻碍了人体汗液蒸发和皮肤挥发性有机成分的排放，使用时可能导致皮肤过敏和舒适性下降。因此，制备可直接负载酶和体液、兼具电子和物质高速传输通道的自支撑透气电极是克服上述问题、提高电极灵敏度及可靠性的有效方法之一。

近日，中国科学院大学温州研究院王毅团队与东华大学李召岭团队合作，以石墨烯纤维无纺布（GFF）为自支撑导电骨架、电化学沉积普鲁士蓝纳米颗粒（PB）为信号转换层制备了一种柔性的自支撑透气电极（GFFPB），其在中性环境下对过氧化氢的电化学响应灵敏度高达7298.7μA·mM-1·cm。进一步地，经葡萄糖氧化酶（GOx）和壳聚糖（CS）修饰后，GFF-PB-GOx-CS对葡萄糖表现出高度选择性，在2～220μM 的浓度范围内对葡萄糖具有良好的线性响应，其电化学响应灵敏度为1539.53μA·mM-1·cm-2。

上述优异的电化学性能主要得益于：石墨烯纤维间的融合位点有效减小了电极内部的接触电阻，实现了电子的快速传输；石墨烯纤维无纺布丰富的孔道结构和亲水性普鲁士蓝使电解质和代谢产物的快速传质成为可能；GFF-PB 对体液的自发吸收提高了电极内部活性位点的利用率。使用该电极结合反向离子电渗（RI）技术进行的无创血糖监测结果与商用指尖血糖测试仪的血糖测试结果具有良好的相关性。

（摘编自中国科学院大学温州研究院）

高耐洗导电聚酯织物电极可用于心电信号采集

导电织物具有轻便、柔软的优点，在压力传感器、柔性加热器、心电图应用等领域的应用研究越来越广泛。心电信号采集技术趋向于设备小型化、数据智能化、诊断自动化和采集非接触化。将织物电极与服装集成一体用于采集心电信号，不仅可以实现对心脏活动状况的实时监测，而且可以仅降低成本，使穿戴更加便捷、舒适，同时具有柔软性、透气性和可折叠等日常服装所具备的优点。这就要求织物电极具有低的表面电阻和良好的耐洗涤性能和耐折叠性能。表面涂覆型织物电极可以很容易实现低表面电阻，而且成本较低，但其耐洗性和耐折叠性难以满足实际使用需求。

为获得在心电信号采集中具有实际应用潜力的织物电极，华南理工大学李军荣和钱丽颖课题组采用带巯基的硅烷对织物进行改性，并利用化学还原的方法在改性织物上沉积纳米银颗粒，制备出表面电阻低至7.18 mΩ/sq 的导电织物，该系列织物表现出优异的耐洗涤性能和耐折叠性能。聚酯纤维具有较高的弹性，银层伸长后呈现断裂趋势，伸长20%后, 电阻达到14.74 mΩ/sq。织物的导电性受弯曲影响较小，3000 次弯曲后，银层略有脱落。在恒温恒湿环境中放置9 周后，织物的表面电阻几乎没有变化。将该织物电极嵌入智能服装中用于采集人体在运动状态下的心电信号，经过200 次洗涤循环后，织物的表面电阻仍然在1Ω/sq 以下，心电图波形依然清晰正常。该研究为解决涂覆型导电织物耐洗涤性能差和耐折叠性能不佳的难题提供了技术方案，将有效促进导电织物在可穿戴智能服装等领域的实际应用。此外，该课题组与阿木（深圳）新科技有限公司对织物电极在智能服装领域的应用研究进行了一系列工作，先后利用壳聚糖无纺布、棉织物、涤纶等作为织物基材，利用纳米银原位还原沉积的方法制备了应用于心电信号采集的织物电极，加快其产业化应用的步伐。

（摘编自高分子科技）

西南大学研发出可编织与大规模制备的纱线基汗液激发电池

据报道，西南大学鲁志松团队开发了一种柔性、可编织和大规模制备的纱线基汗液激发电池（CYSAB），可作为生物相容性好、可靠性佳的电源整合到电子织物中，在自供能人体运动监测和医疗保健领域具有极大的应用潜力。

人体汗液是一种富含阴阳离子、生物相容性极佳的天然电解质水溶液，当其被纱线吸收后，可储存在纤维间隙中并以之为通道进行传输。在这一过程中，汗液中的离子会随之在纱线纤维通道中自由移动，因此，浸润汗液的纱线可作为盐桥连接并隔离电池两极。受传统原电池结构启发，研究人员设计了一种分段式结构CYSAB，其中炭黑改性的前段纱线、未修饰中段纱线和锌箔包裹后段纱线分别充当电池的阴极、盐桥和阳极。在汗液存在的情况下，纱线可吸收汗液激活CYSAB 并实现产电。CYSAB 的激发在很大程度上依赖于电解质溶液的芯吸和离子在水溶液中的迁移。因此，开放环境中溶液的蒸发会影响电池性能。考虑到水的蒸发会受温度、风速和湿度等多种因素的影响，研究结果显示，当CYSAB 中电解质溶液体积低于15 μL 时，电池输出性能将迅速下降为零。此时，CYSAB 将不再工作，直到补充了新的电解质溶液后，电池方能被再次激活。

CYSAB 可耐受机洗，且可在动态循环弯曲状态下供能。电解质持续供应的CYSAB 可耐受高达20000 次弯曲，其恒流放电性能无明显下降。此外，可将多个CYSAB 串联或并联为电池组，从而实现对其输出功率或输出电压的提升。通过分段式设计，可在同一根纱线上制备多个CYSAB，以满足后续编织应用的需求。

利用传统纺织工艺（如编织、针织、缝纫和缝合）可将一维CYSABs 轻松集成到电子织物中。使用CYSAB编织的供能织物可设计为头带和胸带，用于志愿者运动分泌汗液的采集，为小型电子器件供能。整合CYSAB 供能织物与拉伸型织物应变传感器，可实现志愿者运动状态下的穿戴式自供能监测。

（摘编自高分子科技）

140 米超长柔性锂离子纤维电池研发成功

据报道，麻省理工学院（MIT）研究团队宣布开发出一种特别的可充电锂离子电池，以超长纤维的形式存在，可以织成织物。研究人员认为，这种电池的应用领域极广，包括自供电通信、传感和计算设备等，可让设备像普通衣服一样穿着，电池也可以作为结构部件。在概念验证中，研究团队制造出世界上最长的柔性纤维电池，长达140 米，证明这种材料可以被制造成任意长度。

这种新型纤维电池采用新型电池凝胶和标准的纤维拉伸系统制造，是一个包含所有组件的较大圆柱体。该材料通过一个狭窄的开口来压缩所有的零件到其原始直径的一小部分，同时保持零件的所有原始排列。研究人员表示，虽然已有人尝试以纤维的形式来制造电池，但这些电池都是由纤维外部的关键材料构成，而这个新系统将锂和其他材料嵌入纤维内部，并在外部涂上一层保护性涂层，从而直接使这种版本的电池稳定且防水。

研究人员表示，该纤维电池不仅可自供电，还满足了便携式电子系统的要求，具备可机洗、操作灵活、可在水下使用、防火/破裂、安全等优点，且可实现3D 打印“一步到位”。进而，研究人员展示了其应用潜力，演示设备包含一个“Li-Fi”通信系统，其中光脉冲用于传输数据，包括一个麦克风、前置放大器、晶体管和二极管，以建立两个织物设备之间的光数据链接。实验表明，这款140 米长的电池具有123 mAh 的存储容量，可为智能手表或手机充电。此外，这种纤维设备的厚度只有几百微米，比以往任何用纤维形式生产的电池都要薄。

目前，该研究团队已经为该工艺申请了专利，并继续在功率容量和用于提高效率的材料上做进一步改进。研究人员表示，这种纤维电池将在几年内用于商业产品。

（摘编自前瞻网）

高性能、超细的锌锰纤维电池可长期有效供能

进入5G时代与物联网社会，可穿戴电子产品飞速发展，然而，轻便耐用的可穿戴设备需要自身供电能力的支持。在此背景下，加利福尼亚大学洛杉矶分校陈俊教授、澳大利亚伍伦贡大学李维杰研究员、北京航空航天大学宫勇吉教授合作对柔性锌离子电池体系进行改良，研制了毫米级纤细无线可充电纤维电池，可以编织到智能衣物中，作为可穿戴电子设备网络的枢纽。

研究人员结合了蒙特卡洛方法与有限元模拟技术，对二维材料氧化石墨烯在PVA 高分子凝胶体系中的分散情况从分子层面到整体性能进行了详细而系统的解释。计算模拟的结果同时也对材料的设计与制造进行指导，最终成功制备了具有柔韧、坚固和高离子导电性的柔性固态电解质凝胶。据悉，该电池可以为包括测量脉搏、温度、湿度和压力信号的电子设备进行长久的有效供能。该柔性电池可以进行稳定的充放电，在测试中，电池在1000 次充电/充电循环后仍保持98%的容量（172.2 mAh·g-1）。一根15cm 的电池全重仅重1.26g，成本约为4.08 元，便于进行工艺改良以适应大规模生产。

（摘编自中国聚合物网）

国内首台碳纤维复材轻量化氢能客车发布

近日，国内首台碳纤维复材轻量化氢能城市客车在浙江海盐县正式发布。据介绍，该客车以“碳纤维复材”构建车身，以“氢”为动力，一次加氢24 公斤，标准工况运行续航里程可达800 公里，具有零排放、噪音小、寿命长等优点，可满足各级公交公司使用要求，在全国氢燃料电池客车界处于领先地位。

据悉，该客车在开发之初就瞄准整车轻量化方向，通过碳纤维复材车身的正向设计和其他系统优化配置，实现了车辆实测10 吨，比其他同型车辆减重超过2.5 吨，可大幅节约百公里氢耗。同时，采用整车地铁化车厢布置设计理念，实现乘客一步登乘，无障碍快速通行，整车全平地板，乘车效率至少提升50%，显著提高车内乘客安全性，同等座位数站立面积提升60%以上，乘驾体验更佳。

除了氢能的动力，该车车厢采用的碳纤维复合材料技术，具有“更节能、更经济、更安全、更舒适、长寿命、不腐蚀”六大优势，比金属材料整车强度提高约10%，重量减轻约30%。2021年12月16日，20 辆碳纤维复材新能源客车成功交付嘉兴海盐鸿远公交公司。

（摘编自央广网）