隨著可穿戴電子設(shè)備的蓬勃興起，人們對隨身能源的需求逐漸增大，基于織物的能源器件引起了人們極大的興趣。然而，體表與環(huán)境復(fù)雜多變的濕熱條件往往會影響電學(xué)織物的性能。此外，這些隨身設(shè)備的透氣、透濕及可水洗性也逐漸成為研究者關(guān)注的焦點。鑒于此，東華大學(xué)王宏志教授課題組以“全纖維”為設(shè)計原則，開發(fā)了一種具有濕熱穩(wěn)定性和舒適性的摩擦/鐵電協(xié)同電子織物材料。相關(guān)研究成果以《具有濕熱穩(wěn)定性和舒適性的摩擦/鐵電協(xié)同電子織物材料》(“All-fibertribo-ferroelectricsynergisticelectronicswithhighthermal-moisturestabilityandcomfortability”，DOI:10.1038/s41467-019-13569-5)為題發(fā)表于國際知名學(xué)術(shù)期刊《自然?通訊》(NatureCommunications)。　

在本研究中，研究人員利用靜電紡絲技術(shù)制備了鐵電聚合物(P(VDF-TrFE))和聚酰胺6(PA6)兩種納米纖維作為功能材料，通過摩擦表面極化和鐵電極化的相互作用，實現(xiàn)了摩擦/鐵電協(xié)同電學(xué)增強。這種電子織物材料在低頻外力作用下可產(chǎn)生5.2W·m-2的峰值功率密度。

(a)和(b)電子織物材料的實物和結(jié)構(gòu)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(xié)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(gòu)筑了額外的吸濕排汗層。全纖維的設(shè)計理念，保證了織物材料優(yōu)良的透氣和透濕性能，其較低的干態(tài)熱阻和蒸發(fā)阻有利于維持舒適的體表微環(huán)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(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)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(qū)動液晶顯示器、數(shù)字化發(fā)光點陣、電子手表，以及為鋰電池充電、驅(qū)動藍牙信號傳輸系統(tǒng)、實時捕捉足部姿態(tài)等應(yīng)用。

來源： 中國家紡產(chǎn)業(yè)網(wǎng)