前沿

兼具高微波吸收性和持久自清潔能力的柔性織物

據(jù)報道，北京航天航空大學(xué)江雷院士、李典森教授團隊利用浸涂法和水熱法在棉織物上構(gòu)建分層Ti3C2Tx MXene/Ni 鏈/ZnO 陣列雜化納米結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了較強的電磁波衰減能力和較寬的吸收帶寬，其中分層三元納米結(jié)構(gòu)存在協(xié)同高性能微波吸收（MA）效應(yīng)，這種穩(wěn)定的納米結(jié)構(gòu)還增加了棉纖維的表面粗糙度，經(jīng)超疏水處理后，可實現(xiàn)持久的自清潔能力。研究成果為可穿戴、自清潔MA 材料提供了一個宏量制備的可能性。

MXene/Ni 鏈/ZnO 陣列棉織物的制備：將清洗后的棉織物（CF）浸泡在MXene 納米片溶液中，然后真空干燥，重復(fù)幾次浸泡-干燥過程得到MXene 包覆的CF（即CFM）。CF-M 表面的MXene 納米片呈連續(xù)的分層堆積，類似于珠母貝結(jié)構(gòu)，沿著纖維表面建立了導(dǎo)電通路。將CF- M 浸在ZnO 種子溶液，取出干燥；再放入Ni 鏈溶液后，取出干燥。經(jīng)水熱處理后，得到含有MXene/Ni 鏈/ZnO 陣列的棉織物（CF-MNZ）。最后，對CF-MNZ 進行超疏水處理得到S-CF-MNZ。

實驗發(fā)現(xiàn)，2.8mm 厚度的S-CF-MNZ 織物在8.3GHz時可產(chǎn)生-35.1dB 的出色反射損耗，有效吸收帶寬可以覆蓋整個x 波段，厚度僅為2.2 mm。S-CF-MNZ 織物對多種液滴表現(xiàn)出了良好的疏水性和自清潔性，在砂紙打磨、膠帶剝落、紫外照射及酸堿腐蝕處理后，依然保持著優(yōu)異的疏水性。S-CF-MNZ 織物表現(xiàn)出優(yōu)異的微波吸收性和持久自清潔性是因為高導(dǎo)電的MXene/ZnO 陣列網(wǎng)絡(luò)，形成導(dǎo)電損耗和偶極子極化。Ni 鏈賦予織物磁損耗能力，優(yōu)化阻抗匹配。S-CF-MNZ 織物的分層混合納米結(jié)構(gòu)使進入織物的電磁波發(fā)生多次反射和散射，擴展電磁波的傳播路徑，進一步耗散了電磁能量。S-CF-MNZ 織物在智能服裝、傳感器、柔性電子領(lǐng)域，特別是在惡劣環(huán)境下，具有廣闊的應(yīng)用前景。

（摘編自高分子科學(xué)前沿）

以不銹鋼經(jīng)編網(wǎng)為基底制備柔性可拉伸超級電容器

可拉伸電極基底是制備可拉伸超級電容器的關(guān)鍵材料，而研制兼具高導(dǎo)電性和良好拉伸回復(fù)性的可拉伸電極基底是一項極大的挑戰(zhàn)。近日，東華大學(xué)紡織學(xué)院產(chǎn)業(yè)用紡織品教育部工程研究中心陳南梁教授團隊與廈門大學(xué)劉向陽教授團隊合作在柔性可拉伸超級電容器領(lǐng)域取得重要進展，相關(guān)成果發(fā)表于國際知名期刊《Advanced Functional Materials》上。

研究人員選擇與頭發(fā)絲直徑相當?shù)牟讳P鋼纖維為原料，通過經(jīng)編的方法將其編織成具有二維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的不銹鋼經(jīng)編網(wǎng)（SSM）。這種不銹鋼網(wǎng)由一個個不銹鋼纖維組成的線圈相互串套，因此不但具有高的電導(dǎo)率而且還具有優(yōu)秀的拉伸性和拉伸回復(fù)性。進而，研究人員以NiCo2S4/CoS2@SSM 為正極材料，AC@SSM 為負極材料和PVA/KOH 凝膠電解質(zhì)組裝成混合型超級電容器，并對其電化學(xué)性能進行測試。研究發(fā)現(xiàn)，該超級電容器表現(xiàn)出較高的能量密度、優(yōu)秀的拉伸回復(fù)性、高拉伸循環(huán)穩(wěn)定性和穩(wěn)定的電化學(xué)性能。具備高機械強度和韌性的SSM 提供了器件顯著的靈活性，SSM 基底直接作為集流器，降低了整個器件的電阻。

此外，研究人員還將組裝的可拉伸超級電容器縫在肘部的衣服處來驅(qū)動一只LED 燈泡。在肘部反復(fù)的彎曲和伸直過程中，LED 仍然保持著明亮，從而直接證明了其所設(shè)計的基于不銹鋼網(wǎng)的可拉伸超級電容器具有在可穿戴電子領(lǐng)域的高適用性。在這項工作中，研究團隊編織了一種新穎的SSM 作為基底制備可拉伸超級電容器，與同類型器件相比，具有優(yōu)異的電化學(xué)性能和機械性能，滿足可穿戴要求，為柔性儲能器件提供了新的設(shè)計思路。

（摘編自東華大學(xué)）

不含全氟化碳（PFC）的疏油紡織品誕生

利用長鏈全氟化合物（PFC-）作為低表面能織物整理劑提高紡織品的防油性、防水性和耐久性是常見的方法。但是，基于PFC 的飾面會嚴重影響健康和環(huán)境，降解副產(chǎn)物需要較長時間。近日，哥倫比亞大學(xué)Kevin Golovin 課題組開發(fā)了使用不含PFC 的表面化學(xué)材料制造防油紡織品整理劑的設(shè)計參數(shù)。通過在給定編織的每根纖維上添加次級的、較短尺寸的紋理，當紋理大小、間距和表面化學(xué)性質(zhì)得到適當控制時，紡織品可以實現(xiàn)強大的拒油性。

疏油織物的制備：織物用氧等離子體處理，經(jīng)過異丙醇洗滌，壓縮空氣干燥后，放入四乙氧基硅烷（TEOS）和乙醇溶液，室溫下攪拌。加入水和HCl，并升溫攪拌一定時間，冷卻至室溫老化。將樣品進行等離子體處理后，浸入硅烷醇溶液，烤箱中高溫固化后，在室溫下于1,3-二氯四甲基二硅氧烷蒸氣中處理。最后，用異丙醇洗滌以除去樣品中未反應(yīng)的部分，壓縮空氣干燥后，得到疏油織物。

織物經(jīng)過等離子蝕刻，表面呈現(xiàn)出親水性。TEOS水解形成的SiO2含有大量的羥基，可以在織物上形成反應(yīng)層，固化后，構(gòu)筑合適粗糙度的微納結(jié)構(gòu)（Dfibre*≥π時，織物具有疏油性）。浸入硅烷醇溶液后，織物表面含有大量的硅烷醇基團，可以和1,3-二氯四甲基二硅氧烷的硅氧烷發(fā)生反應(yīng)，從而修飾表面的低表面能。在合適的粗糙度和低表面能的協(xié)同作用下，織物獲得了疏油性。研究發(fā)現(xiàn)，粒子與纖維共價鍵合，通過磨蝕、洗滌或反復(fù)磨損都不能去除表面化學(xué)物質(zhì)或顆粒，具有穩(wěn)定的疏油性?；谕榛突诰鄱谆柩跬椋≒DMS）的表面化學(xué)材料都可以生物衍生，可生物降解并可以回收利用，因此在機械磨損后重新涂飾仍然是可行的。這種綠色可持續(xù)發(fā)展織物整理劑的制備策略，為工業(yè)化的生產(chǎn)提供了參考價值。

（摘編自材料與測試）

AIE 核殼納米纖維光熱轉(zhuǎn)換效率達22.36%

據(jù)悉，唐本忠院士和深圳大學(xué)王東副教授團隊通過對聚集誘導(dǎo)發(fā)射（AIE）原理的逆向思考，采用同軸靜電紡絲法，以AIE 活性分子的橄欖油溶液為核心，以PVDF-HFP 為殼層，制備了核殼型納米纖維?；钚苑肿拥姆肿尤芙鉅顟B(tài)使其在光激發(fā)下能夠在納米纖維中自由旋轉(zhuǎn)和/或振動，從而顯著提高了非輻射能量耗散的比例，光熱轉(zhuǎn)換效率可達22.36%，是非核殼型納米纖維的26 倍。這種核殼纖維可用于光熱紡織品和由自然光誘導(dǎo)的太陽能蒸汽發(fā)電。

聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物（PVDF-HFP）具有良好的穩(wěn)定性和可紡性，是一種應(yīng)用廣泛的電紡材料。在具有精確的核-殼結(jié)構(gòu)的纖維中，AIEgen/油溶液被包裹在PVDF-HFP 外殼層中，以避免泄漏。AIE 活性分子BPBBT 被用作光熱轉(zhuǎn)換分子，因為其在油相中具有優(yōu)越的旋轉(zhuǎn)和/或振動。BPBBT 在纖維中的分子運動被聚合物鏈顯著抑制，因此量子產(chǎn)率（QY）高達2.9%，而BPBBT在油溶液和核殼纖維CS-3（核相泵送速率為0.9mL/h）中分子運動被激活，量子產(chǎn)率僅為0.2%。在功率密度為1kW/m2的模擬太陽光照射下，BPBBT/油和CS-3 的溫度分別達到61.1℃和56.1℃，比BPBBT 納米纖維和粉體的高，證明了BPBBT 在光熱轉(zhuǎn)換中的關(guān)鍵作用。

將核相泵送速率分別設(shè)定為0.3mL/h 和0.6mL/h，得到核殼纖維CS-1 和CS-2。在陽光照射120s 內(nèi)，BPBBT 納米纖維、CS-1、CS-2 和CS-3 纖維墊的溫度分別達到最高值40.4℃、46.8℃、50.3℃和56.1℃，光熱轉(zhuǎn)換效率分別為0.86%、3.54%、10.15%和22.36%。CS-3的光熱轉(zhuǎn)換效率是BPBBT 納米纖維的26 倍。經(jīng)過9 次輻照后，溫度沒有明顯變化，表明核殼型纖維具有較高的穩(wěn)定性。在自然光照下，研究人員在膝蓋上覆蓋一個核殼纖維片1 分鐘后，貼片溫度達到51.2℃，說明其可以應(yīng)用于光熱貼片或衣物?；趯嶒灲Y(jié)果，該核殼纖維有望在光熱紡織品和太陽能蒸汽發(fā)電中廣泛應(yīng)用。

（摘編自高分子科學(xué)前沿）

既能植入人體又能存儲DNA 的蠶絲硬盤

近日，中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)所陶虎課題組聯(lián)合美國紐約州立大學(xué)石溪分校和德州大學(xué)奧斯汀分校相關(guān)課題組，研發(fā)出了世界上首塊基于天然生物蛋白的硬盤存儲器——蠶絲硬盤，相關(guān)成果于近日發(fā)表在國際知名期刊《自然·納米科技》上。

據(jù)介紹，因為蠶絲蛋白可吸收紅外光，所以能夠利用近場紅外納米光刻技術(shù)，將蠶絲蛋白當作光盤，在上面實現(xiàn)數(shù)字信息的寫入和讀取。制作蠶絲硬盤的過程有點像“攤大餅”，利用近紅外納米光刻技術(shù)往蠶絲硬盤里寫入信息則像是在大餅上撒芝麻，整道工藝完成后，“大餅”表面的凹凸痕跡就類似“0”和“1”的數(shù)字信號，通過解碼即可獲知所存儲的信息。到目前為止，研究團隊已用這種技術(shù)實現(xiàn)了“家蠶食葉圖”“空谷鳥鳴曲”等圖像和音頻文件的準確記錄、存儲和“閱讀”的原理驗證，相關(guān)技術(shù)已申請專利。

這種以蠶絲蛋白為存儲介質(zhì)研制出來的存儲器具備諸多獨特的優(yōu)勢：存儲容量大，每平方英寸可存儲64GB數(shù)據(jù)；原位可多次重復(fù)擦寫；可同時存儲二進制數(shù)字信息以及與生命活動直接相關(guān)的生物信息；可以植入生物體長期保存，也可以在預(yù)設(shè)的時間內(nèi)可控降解?！靶Q絲蛋白存儲器不僅可以像普通半導(dǎo)體硬盤那樣存儲圖像、音頻、文字等數(shù)字化可編碼信息，還可為活性生物信息儲存提供一個功能巨大的平臺，用于采集存儲生物信息，同時可存儲生物體DNA 和血液樣本。”該項技術(shù)的首倡者和主要發(fā)明人、上海微系統(tǒng)所2020 前沿實驗室主任陶虎表示，通過調(diào)控蛋白質(zhì)的降解速度，這種存儲器還能夠按照預(yù)設(shè)的時序可控銷毀，從而用于信息保密。

值得一提的是，蠶絲蛋白在機械強度、生物兼容性、生物降解性、易于功能化和可調(diào)節(jié)的水溶性等方面都具有良好的表現(xiàn)。這些特性賦予了蠶絲硬盤極高的穩(wěn)定性，使其能夠在高濕度、高磁場或強輻射等惡劣環(huán)境下長期穩(wěn)定工作，將蠶絲硬盤置于相對濕度90%或7 特斯拉磁場或25 千戈瑞強輻射環(huán)境下，存儲的信息也不會丟失，因此，蠶絲蛋白存儲技術(shù)有望應(yīng)用于外太空等極端環(huán)境。

（摘編自科技日報）

基于陶瓷納米纖維的耐高溫柔性壓力傳感器

據(jù)報道，南方科技大學(xué)材料系郭傳飛團隊和物理系趙悅團隊合作在知名期刊《Advanced Science》上發(fā)表一篇通訊論文，報道了一種基于陶瓷納米纖維的柔性壓力傳感器，展現(xiàn)出優(yōu)異的傳感性能、耐用性、透氣性和耐高溫性能。

研究人員利用靜電紡絲法制備得到一種具有良好力學(xué)柔性的TiO2納米纖維薄膜材料，纖維的平均直徑為120 nm。進而對該TiO2納米纖維薄膜以及具有相同厚度的聚偏氟乙烯（PVDF）和聚乙烯醇（PVA）納米纖維薄膜進行了應(yīng)變?yōu)?0%的循環(huán)壓縮測試。在100 次循環(huán)后，TiO2薄膜的殘余塑性形變量為2.2%，而PVDF 和PVA 的殘余應(yīng)變則分別為7.0%和8.4%。經(jīng)過100 次壓縮循環(huán)后，TiO2納米纖維薄膜保持了初始最大應(yīng)力的85%以上，相比之下，PVDF 和PVA 薄膜僅為48%和20%。

鑒于TiO2納米纖維薄膜優(yōu)異的力學(xué)性能，研究人員測試了基于不同厚度的TiO2納米纖維薄膜的柔性壓力傳感器的靈敏度、檢測極限、響應(yīng)/弛豫時間和循環(huán)穩(wěn)定性，并與相同厚度的聚合物納米纖維薄膜傳感器進行對比。測試結(jié)果表明，TiO2傳感器具有高達4.4 kPa-1的靈敏度、16 ms 的響應(yīng)時間、0.8 Pa 的檢測限和大于五萬次的壓縮循環(huán)穩(wěn)定性。

高孔隙率的陶瓷納米纖維薄膜作為介電層具有良好的透氣性能。研究人員利用噴涂銀納米線的織物作為柔性電極，制備得到一種透氣可穿戴的柔性壓力傳感器，其水蒸氣透過率達到835 ml/ m2·h，能夠很好地滿足人體皮膚對于透氣的要求。同時，該傳感器可以很好地反映人體的健康狀態(tài)和運動情況，將其貼合在人體的不同部位可以得到不同的生理數(shù)據(jù)，還可以實現(xiàn)人體運動監(jiān)測，如眨眼、手指彎曲，以及發(fā)聲引起的聲帶微弱振動等。重要的是，結(jié)合高溫電極，該傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)在370℃的高溫條件下長時間工作，使柔性傳感器在極端高溫環(huán)境下的應(yīng)用成為可能。

（摘編自RFID 世界網(wǎng)）

冠軍推出專為電競玩家設(shè)計的運動服裝

美國運動服品牌冠軍（Champion?）于8月26日推出為游戲玩家設(shè)計的新運動服裝系列，該系列具有可滿足電子競技、休閑游戲玩家和粉絲特定需求的多項功能。

游戲玩家系列服裝包括套頭連帽衫，全拉鏈連帽衫和褲裝。該系列采用柔軟舒適的抓絨面料，并具有氣味控制技術(shù)，可提升游戲玩家穿著的舒適度。

冠軍品牌全球營銷總監(jiān)David Robertson 表示：“作為一個涵蓋所有運動品類的服裝品牌，我們希望為游戲玩家創(chuàng)建一種非正式的制服，通過Reverse Weave?專利，我們?yōu)橛螒蛲婕疫M行了服裝上的全新設(shè)計?！?/p>

FaZe 戰(zhàn)隊職業(yè)游戲玩家Nate Hill 表示：“我一直都很喜歡連帽衫，但這是我見過的第一個為游戲玩家設(shè)計的連帽衫。它在很多方面都很獨特，從可以戴上耳機的超大兜帽，到足以裝下我的控制器的超大口袋。這款連帽衫可添加不同樣式的魔術(shù)貼裝飾以適應(yīng)不同的外觀，此外，其還非常舒適和時尚。作為游戲玩家，這是一件必備的服裝?！?/p>

（摘譯自冠軍運動系列/杜宇君）

牛仔服品牌威格計劃到2030年減少50%用水量

8月27日，牛仔休閑服裝品牌威格（Wrangler?）宣布其新的全球可持續(xù)發(fā)展目標：計劃通過擴大其節(jié)水工作的范圍，到2030年將用水量減少50%。這一目標是針對牛仔布供應(yīng)鏈上的纖維生產(chǎn)、織物構(gòu)造和產(chǎn)品整理階段，這些階段的用水量占牛仔布生產(chǎn)過程中總用水量的95%以上。

今年4月，威格宣布自2008年以來其在牛仔布產(chǎn)品的整理階段節(jié)省了超過70 億升水，相當于近40 億人的每日飲用水量，已超過其原定的目標。

為了實現(xiàn)新目標，威格正在與歐洲牛仔服裝行業(yè)環(huán)保峰會合作完成一項全面的水平衡研究，該研究將分析牛仔行業(yè)在各生產(chǎn)階段的用水量以解決全球牛仔布供應(yīng)鏈中用水量數(shù)據(jù)不一致的問題，旨在提供可靠的行業(yè)平均基準，該基準將公開提供給行業(yè)所有成員使用。威格將使用研究中產(chǎn)生的水強度基準來計算新技術(shù)創(chuàng)新所能實現(xiàn)的節(jié)水量，以實現(xiàn)新的用水目標。

除了在整理階段的工作外，威格還將使新目標與牛仔布生產(chǎn)過程中其他兩個關(guān)鍵項目結(jié)合：Indigood?泡沫染色和棉花生產(chǎn)中的節(jié)水措施。

（摘譯自威格/杜宇君）

愛普生推出首款76 英寸工業(yè)染料熱轉(zhuǎn)移印花機

愛普生美國公司8月20日推出了首款76 英寸工業(yè)染料熱轉(zhuǎn)移印花解決方案——SureColor?F10070 印花機。 SureColor?F10070 是一款具備可靠性、通用性和全天候生產(chǎn)效率的印花機，其設(shè)計支持4.7 英寸的PrecisionCore?打印頭和新型的可熱插拔墨水系統(tǒng)。該印花機還具備連續(xù)精密卷繞對位性能，生產(chǎn)速度高達每小時2700 平方英尺。對于希望滿足大批量訂單要求的印刷車間來說，這是一個理想的解決方案，它能為運動服裝、家居裝飾、軟標識等企業(yè)生產(chǎn)高質(zhì)量、色彩亮麗的紡織品。

SureColor?F10070 配備了一系列工業(yè)級功能，可最大限度地提高生產(chǎn)率并支持連續(xù)生產(chǎn)。新用戶可更換的4.7英寸PrecisionCore?打印頭提供高生產(chǎn)率，并具有極佳的墨滴放置精度，可提供清晰的細節(jié)，鮮艷的色彩和出色的印花質(zhì)量。SureColor?F10070 是愛普生第一款具有熱插拔油墨系統(tǒng)的印花機，該系統(tǒng)可以在打印過程中自動從空墨盒切換到新墨盒，從而實現(xiàn)不間斷打印。新的墨水系統(tǒng)將整體墨水成本降低了50%以上，并無需用戶干預(yù)就能實現(xiàn)更長的打印時間。此外，這款設(shè)備還擁有9 英寸觸摸屏控制面板，操作人員可以查看圖像、監(jiān)控打印、紙張和油墨狀態(tài)，了解打印環(huán)境條件，并優(yōu)化打印性能。

（摘譯自愛普生美國公司/杜宇君）