隨著物理、化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)和信息技術(shù)的融合,纖維科學(xué)已經(jīng)成長為一個(gè)多學(xué)科的研究前沿,而纖維技術(shù)也成為影響和引導(dǎo)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展方向的重要組成部分,纖維材料也顯示出作為智能和高功能材料的巨大潛力。新型氣凝膠纖維、殼聚糖納米纖維等新型纖維材料在智能紡織品領(lǐng)域?qū)l(fā)揮重要作用,激光輔助熔噴技術(shù)的應(yīng)用可大幅減少一次性醫(yī)用口罩生產(chǎn)中對于聚丙烯的消耗。
數(shù)字紡織品信息加密功能
近期,中科院蘇州納米所張學(xué)同研究員課題組以Kevlar納米纖維為原料,通過液晶紡絲、動(dòng)態(tài)溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變、冷凍干燥、冷等離子體疏水等步驟,制備了不同砌塊取向度的納米Kevlar液晶(NKLC)氣凝膠纖維,該成果將科幻照進(jìn)了現(xiàn)實(shí)。
超疏水NKLC氣凝膠纖維可以在氣凝膠和凝膠狀態(tài)之間循環(huán)轉(zhuǎn)換,而不同砌塊取向的凝膠纖維在偏振光下顯示出不同的亮度;谶@些性能,用高低取向的 NKLC氣凝膠纖維機(jī)織或刺繡的數(shù)字紡織品可以在 1m2 內(nèi)實(shí)現(xiàn)高達(dá)6.0Gb的信息加密和按需解密。
智能溫控服裝大幅提升穿著者舒適度
卡塔爾世界杯的現(xiàn)場,香港理工大學(xué)紡織及服裝學(xué)院范金土教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一款能夠隨著溫度改變而自適應(yīng)調(diào)節(jié)溫度的服裝,實(shí)現(xiàn)夏季清爽和冬季保暖。
該服裝由傳統(tǒng)紗線編織而成,正面和背面有矩形鏤空,這些鏤空上覆蓋有致動(dòng)器。這些致動(dòng)器由大量金屬和塑料制成的超薄輕質(zhì)條帶組成,當(dāng)佩戴者感到溫暖時(shí),這些條帶向外卷曲,使人的體溫降低。相反,當(dāng)佩戴者感到寒冷時(shí),條帶變平,抑制熱量溢出。
自供電傳感纖維可用作智能家居開關(guān)
近期,中國科學(xué)院北京納米能源研究所王中林院士和董凱副研究員就利用殼聚糖,進(jìn)一步制備成納米纖維,并通過靜電紡絲包芯紗技術(shù)將殼聚糖納米纖維緊緊包裹在鍍銀錦綸紗上,制備出殼聚糖基自供電傳感纖維。
殼聚糖基自供電傳感纖維具有超輕、高強(qiáng)度等特點(diǎn)。其長度為20cm,重量僅為0.023g,且可以承受200g的重量而不斷裂。此外,由連續(xù)靜電紡絲技術(shù)制得的殼聚糖納米纖維殼材料牢固地附著在導(dǎo)電紗周圍,有利于生產(chǎn)非常柔軟、穩(wěn)定的殼聚糖基自供電傳感纖維。即使打結(jié)再解開后,該纖維仍然具有完整、包裹緊密的結(jié)構(gòu)。殼聚糖基自供電傳感纖維的力學(xué)性能與纖維中芯導(dǎo)電紗的力學(xué)性能相似,可以通過調(diào)整或更換導(dǎo)電紗來控制纖維,以滿足不同場景下的性能要求;跉ぞ厶堑淖怨╇妭鞲欣w維可以集成到服裝中用作自供電傳感器,研究人員將該裝置作為智能開關(guān)傳感器控制家用電器(如臺燈、監(jiān)視器、風(fēng)扇和加濕器等)的啟動(dòng)和關(guān)閉,顯示出其在智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用前景。