Умные волокна, обычно волокна, чувствительные к изменениям окружающей среды или стимулы и способные реагировать, являются важными строительными блоками в элегантных износостойких тканях. Умные волокна могут быть встроены в повязки, рукава, одежду, шлемы в виде умных тканей. Среди ремней и других деталей, а также в качестве основного блока функциональных компонентов, таких как носимые датчики, тормоза, энергетические устройства, терморегуляторы и нагреватели, они используются в гибких гибких интеллектуальных системах. Однако большинство волокон ткани теперь изготовлены из натуральных полимеров. Или синтетические полимеры.Эти полимеры обладают собственной теплоизоляцией и электрическими изоляционными свойствами, что затрудняет органическую интеграцию с миниатюризированными контурами, что ограничивает не только применение волокон ткани в обычных электронных устройствах, но и новые типы Разработка переносимых электронных устройств и интеллектуальных роботов. Кроме того, как реализовать функциональную интеграцию интеллектуальных волокон в условиях сложной среды и взаимодействия человека и компьютера с множеством стимулов, по-прежнему остается серьезной проблемой, а также важно для разработки новых многофункциональных интеллектуальных носимых систем в будущем. возможностей.
Основываясь на функциональной интеграции интеллектуальной стимуляции многолучевых волокон, группа аэрогелей Сучжоуского института нанотехнологий и нанобионики Китайской академии наук изобретательно сочетает в себе волокна аэрогеля графена, материалы с фазовым изменением и супергидрофобные покрытия, чтобы получить гибкость. Самоочищающееся волокнистое волокно с фильтром графенового аэрогеля, которое реализует преобразование энергии и хранение композитного волокна, самоочищение, интеллектуальное регулирование температуры, нагрев и другие функции отклика нескольких раздражителей. Конкретный процесс приготовления заключается в следующем: во-первых, влажное прядение В шелковом процессе жидкий кристалл графенового оксида центрифугируется в специальную ванну для коагуляции, а регулярное, непрерывное пористое волокно из аэрографа графена получают химическим восстановлением - сверхкритической сушкой, затем органическую фазу меняют путем заполнения пропиткой. Материалы (такие как парафин, полиэтиленгликоль, высшие жирные кислоты и т. Д.) Вводятся в пористую сетевую структуру аэрогелевых волокон для получения композитных волокон с фазовым изменением графена с аэрогелем, и, наконец, фторуглеродное гидрофобное покрытие покрывается композитными волокнами для получения Гибкое волокно с аэрогелем графена с самоочищающейся функцией и многократное стимулирующее реагирование.
Исследования показали, что этот новый тип интеллектуального волокна имеет регулируемую энтальпию фазового перехода (0-186 Дж / г), отличные механические / электрические свойства, самоочищение и множественное преобразование тепловой энергии (свет, электричество, температура) и Функция хранения / высвобождения и волокно могут быть скручены и сплетены. Анализ и исследование поведения реакции стимулов в сложных средах для отдельных волокон, пучков волокон и тканей: электротермический отклик волокон, когда волокна согнуты или завязаны Поведение не влияет. Когда волокна объединяются в пучки, теплообмен между волокнами может уменьшить потерю тепла волокон в окружающую среду, тем самым проявляя более быстрый электрический нагревательный отклик и более высокую температуру реакции, волокнистая ткань находится при комнатной температуре и Поведение фототермического отклика наблюдается в низкотемпературных средах, и по мере увеличения плотности волоконной ткани фототермический отклик имеет более быстрый и более высокий температурный отклик. Кроме того, термопара и регистратор данных используются для анализа одиночного Корневое волокно, электрический нагрев волокнистой ткани, история фототермического отклика и детальное изучение типов волокон (ткани с волокнами из разных материалов с изменением фазы), плотность волоконной ткани, внешняя среда (температура, влажность и напряжение) Эффект захвата и высвобождения тепловой энергии достигается за счет функций хранения, высвобождения и регулирования тепловой энергии в многотемпературной зоне смарт-ткани (как показано).
Ультрафиолетовое волокно из графенового аэрогеля, полученное с помощью гениального сочетания волокнистого аэрогеля графена, материала с фазовым изменением и фторуглеродной смолы, реализует многофункциональную интеграцию при множественном ответе стимулов и может быть воспроизведено в волокнистой нити и Среди тканных тканей он имеет широкие перспективы применения в области новых поколений интеллектуальных износостойких тканей и портативных электронных устройств. Связанные результаты исследований основаны на Multiresponsive Graphene-Airgel-Directed с изменением фазы Smart Fibers, который был опубликован онлайн в международном журнале «Advanced». Материалы (расширенные материалы, 2018, 30, DOI: 10.1002 / adma.201801754).
Кандидат философских наук Ли Гуанъюн (Пекинский технологический институт и Институт Сучжоу Нано) является первым автором статьи, автором книги является Чжан Сюэтун, научный сотрудник Института Сучжоу Нано. Сотрудники включают Хонг Го, профессора в Университете Макао, и Сун Вэнхуи, профессора Лондонского университетского колледжа. Совместно финансировались Национальная программа исследований и развития (2016YFA0203301), Национальный фонд естественных наук Китая (51572285), Фонд британских ученых Ньютона (NA170184) и Фонд естественных наук провинции Цзянсу (BK20170428).
Рисунок: Схематическая диаграмма реакции множественных раздражителей смартфонов графенового аэрогеля (a), оптических фотографий тканого рисунка (b, c) и инфракрасных фотографий фототермического отклика (b1, c1), его умной ткани (d Внутренняя иллюстрация). Преобразование и хранение / выпуск тепловой энергии при реакции света / электрического стимула (d).
