物理科技生物学-PHYICA

用新型纤维素岛田佳恵线制造电子纺织品的巨大潜力

化学 2021-10-24 00:02:46

查尔莫斯理工大学 研究人员在文章中介绍的纤维素纱线是一种实用的材料,可以用来制作具有智能功能的服装

使用标准家用缝纫机,研究人员已经将导电纤维素纱线缝合到织物中,并成功地生产出热电纺织品,当纺织品的一侧被加热时,例如被人体的热量加热时,该纺织品可以产生少量的电-通常为0

2微瓦,温差37摄氏度

学分:安娜-莉娜·伦德奎斯特/查尔莫斯理工大学 电子纺织品在各个领域提供了革命性的新机遇,尤其是医疗保健

但为了可持续发展,它们需要由可再生材料制成

由瑞典查尔莫斯理工大学领导的一个研究小组,现在提出了一种由导电纤维素制成的线,这为电子纺织品提供了迷人而实用的可能性

“微型可穿戴电子设备通常依赖稀有材料,有时甚至是有毒材料

它们也导致了堆积如山的电子垃圾

查尔莫斯理工大学化学与化学工程系和瓦伦堡木材科学中心的博士生索赞·达拉比说,他是这篇最近发表在《应用材料与界面》杂志上的科学文章的主要作者

索赞·达拉比与同组研究员安雅·伦德一起,多年来一直致力于电子纺织品中的导电纤维

以前的焦点是在丝绸上,但现在通过使用纤维素,这些发现被进一步推进

研究人员现在展示的结果表明,纤维素线作为电子纺织品的材料具有巨大的潜力,可以以多种不同的方式使用

使用标准家用缝纫机将导电纤维素线缝制到织物中,研究人员现在已经成功地生产出一种热电纺织品,当它的一侧被加热时,例如被人体的热量加热时,会产生少量的电

在37摄氏度的温差下,纺织品可以产生大约0

2微瓦的电能

索赞·达拉比说:“这种纤维素线可以制成具有内置电子和智能功能的服装,由无毒、可再生和天然材料制成。”

芬兰阿尔托大学的合作者开发了纤维素线的生产工艺

在随后的过程中,查尔莫斯的研究人员通过用导电聚合材料染色使线导电

研究人员的测量表明,染色过程使纤维素线具有创纪录的高导电性——通过添加银纳米线可以进一步提高导电性

在测试中,电导率在几次洗涤后保持不变

深色纱线是纤维素纱线,浅色纱线是市售镀银纱线,两者都是导电的

研究人员已经将两根线分别缝合到织物中,以一种特殊的方式赋予织物热电特性

学分:安娜-莉娜·伦德奎斯特/查尔莫斯理工大学 电子纺织品可以在几个方面改善我们的生活

一个重要的领域是医疗保健,在这一领域,监管、监测和衡量各种健康指标等功能可能非常有益

在更广泛的纺织工业中,向可持续原材料的转化是一个至关重要的持续问题,天然材料和纤维已经成为替代合成材料的越来越普遍的选择

研究人员说,导电纤维素线在这方面也可以发挥重要作用

“纤维素是一种神奇的材料,可以持续提取和回收,我们将看到它在未来被越来越多的使用

当产品由统一的材料或尽可能少的材料制成时,回收过程变得更加容易和有效

这项研究的带头人、查尔莫斯理工大学化学与化学工程系教授克里斯蒂安·米勒说:“从另一个角度来看,纤维素线在电子纺织品的开发上很有前途。”

查尔莫斯研究小组的这项工作是在国家研究中心瓦伦堡木材科学中心内与瑞典、芬兰和韩国的同事合作完成的

更多关于:发展导电纤维的专业知识 索赞·达拉比和克里斯蒂安·米勒都认为这项研究不仅仅是最新的科学出版物

索赞·达拉比已经从一名学生发展成为导电纤维材料领域的顶尖专家,克里斯蒂安·穆勒认为这是非常有益的,也是他们研究团队的一大优势

通过瑞典国家研究中心瓦伦堡木材科学中心,斯德哥尔摩皇家理工学院(KTH)的一个小组也参与了这项研究的研究和出版

KTH的研究人员专注于纤维的电化学方面

查尔莫斯研究小组和这个来自KTH的小组一起,正在计划如何将这些想法提升到一个新的水平

纤维素线是一种用于电子纺织品的可再生且无毒的导电材料,可在普通家用缝纫机上缝制

它具有创纪录的高纤维素纱线电导率,可以处理至少五次洗涤而不损失其电导率

学分:安娜-莉娜·伦德奎斯特/查尔莫斯理工大学 更多关于:纤维素线 这种导电纱线是用一种基于生物相容性聚合物聚电解质复合物聚(3,4-亚乙基二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸酯)(PEDOT: PSS)的油墨在“层层”涂布过程中生产的

研究人员开发的电子纺织线测量了纤维素线的创纪录高电导率,其体积为36 S/cm-,通过添加银纳米线可以将其提高到181 S/cm

涂有PEDOT: PSS的线可以在不失去导电性的情况下处理至少五次机器清洗

通过将纤维素纱线集成到电化学晶体管中,研究人员也能够证明其电化学功能

更多信息:来自自然和时尚产业的纺织品兴趣 纵观人类历史,纺织品是由天然纤维和纤维素制成的

但自20世纪中叶以来,合成纤维在我们的服装中变得越来越普遍,尤其是在时装业

随着人们对可持续替代品的关注和认识的提高,人们对天然纤维和纺织品的兴趣正在回归和增长

H&M和林德克斯等大型瑞典连锁店已经设定了很高的目标,要提高用更可持续的材料生产的服装的比例

研究人员使用的纤维素纤维是由教授和合著者赫伯特·西斯塔领导的芬兰小组开发的离子细胞类型

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