瑞典研發(fā)出導(dǎo)電性纖維素線

文/劉菲菲

由于材料學(xué)和電子學(xué)的進(jìn)步，人類衣服已不再局限于保暖或好看。微型的、可穿戴的電子設(shè)備在日常生活中越來越常見。但目前，這些材料通常依賴稀有的材料，或在某些情況下依賴有害物質(zhì)，這也導(dǎo)致大量電子廢物的增多。瑞典查爾默斯理工大學(xué)（Chalmers University of Technology）的科學(xué)家開發(fā)出一種由導(dǎo)電纖維素制成的新型紗線，為各種發(fā)電用途的紡織品提供了一個(gè)引人注目的新介質(zhì)。該?；瘜W(xué)與工程系的博士索贊·達(dá)拉比（Sozan Darabi）說：“目前的電子紡織品確實(shí)需要更有機(jī)的可再生的材料?！?/p>

電子紡織品可以在幾個(gè)方面改善人類生活。其中一個(gè)重要領(lǐng)域就是醫(yī)療保健，其中對(duì)諸如監(jiān)控和測量各種健康指標(biāo)等功能是非常有益的。為了保持可持續(xù)性發(fā)展，它們又需要由可再生材料制成。纖維素線的生產(chǎn)工藝原是由芬蘭阿爾托大學(xué)的合作者開發(fā)。在隨后的過程中，查爾默斯理工大學(xué)的研究人員通過用導(dǎo)電聚合材料染色使紗線實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電化。

纖維素線是個(gè)奇怪的東西，在過去漫長的研究中，它只有實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電化才能產(chǎn)生應(yīng)用潛力。而利用木基纖維素線研發(fā)導(dǎo)電纖維素線還是第一次。在更廣泛的紡織行業(yè)中，向可持續(xù)性原材料轉(zhuǎn)化是個(gè)至關(guān)重要的問題，天然材料和纖維已經(jīng)成為取代合成材料的一個(gè)越來越普遍的選擇，因此，可再生的導(dǎo)電纖維素線的研發(fā)成功就像及時(shí)雨一樣順應(yīng)了這一需要。天然纖維素原本是一種極好的可持續(xù)提取和回收的材料，業(yè)界預(yù)計(jì)它在未來將得到越來越多的應(yīng)用。

該研發(fā)團(tuán)隊(duì)的技術(shù)人員是基于導(dǎo)電的生物相容聚合物印墨的原理研發(fā)出來的。這種涂層工藝過程使纖維素線產(chǎn)生了創(chuàng)紀(jì)錄的高電導(dǎo)率。這種“滾”出來的涂層工藝使纖維素線實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電化。更重要的是，它給纖維素線創(chuàng)造了創(chuàng)紀(jì)錄的高電導(dǎo)率，若融入銀納米工藝則可進(jìn)一步提高電傳導(dǎo)率。

這種纖維素線可用家用縫紉機(jī)縫入織物中，然后即可為紡織品生熱。紡織品一邊受熱一邊生電則成為可能。該團(tuán)隊(duì)列舉了體溫測試試驗(yàn)，即溫差為37攝氏度（98華氏度）的條件下，當(dāng)一人站在寒冷處時(shí)，穿上這類紡織品即可產(chǎn)生約0.2微瓦的電力。這種纖維素線，內(nèi)置電子、智能功能，由無毒、可再生和天然材料制成。它們可以用來監(jiān)測不同的人體健康指標(biāo)。

這類衣服可在一系列領(lǐng)域證明很有用，但科學(xué)家在醫(yī)療保健中看到了更有特殊用途的潛力，因?yàn)樗梢杂脕肀O(jiān)測不同的健康指標(biāo)。纖維素線的使用應(yīng)增加成品的可回收性，但要保持導(dǎo)電性，它只能承受5次機(jī)洗。研究負(fù)責(zé)人克里斯蒂安·穆勒（Christian Muller）說：“這種奇妙的纖維材料可持續(xù)提取和回收，業(yè)界可預(yù)見，它在未來將有越來越多的用途。當(dāng)產(chǎn)品由均勻的材料或盡可能少的材料制成時(shí)，回收就會(huì)變得更容易、更有效?！?/p>

（據(jù)美國高級(jí)紡織資源網(wǎng)https://advancedtextilessource.com/2021/03/22/researchers-develop-conductive-cellulosicthread/和《新阿特拉斯》https://newatlas.com/materials/conductive-cellulose-threads-fabrics-electricity/近期資料）