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科技資訊
東華大學研發具有濕熱穩定性和舒適性的摩擦/鐵電協同電子織物材料
時間:2020年1月2日  來源:紡織導報

   随着可穿戴电子设备的蓬勃兴起,人们对随身能源的需求逐渐增大,基于织物的能源器件引起了人们极大的兴趣。然而,体表与环境复杂多变的湿热条件往往会影响电学织物的性能。此外,这些随身设备的透气、透湿及可水洗性也逐渐成为研究者关注的焦点。鉴于此,東華大學王宏志教授课题组以“全纤维”为设计原则,开发了一种具有湿热稳定性和舒适性的摩擦/铁电协同电子织物材料。相关研究成果以《具有湿热稳定性和舒适性的摩擦/铁电协同电子织物材料》(“All-fiber tribo-ferroelectric synergisticelectronics with high thermal-moisture stability and comfortability”,DOI:10.1038/s41467-019-13569-5)为题发表于国际知名学术期刊《自然•通讯》(Nature Communications)。

  在本研究中,研究人员利用静电纺丝技术制备了铁电聚合物(P(VDF-TrFE))和聚酰胺6(PA6)两种纳米纤维作为功能材料,通过摩擦表面极化和铁电极化的相互作用,实现了摩擦/铁电协同电学增强。这种电子织物材料在低频外力作用下可产生5.2 W·m-2的峰值功率密度。

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

  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築了額外的吸濕排汗層。全纖維的設計理念,保證了織物材料優良的透氣和透濕性能,其較低的幹態熱阻和蒸發阻有利于維持舒適的體表微環境。

(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)親水纖維的多級網絡結構及直徑分布

  此外,研究人員還演示了電子織物在彎折、抖動時驅動液晶顯示器、數字化發光點陣、電子手表,以及爲锂電池充電、驅動藍牙信號傳輸系統、實時捕捉足部姿態等應用。

 

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