柔性聚合物线-让你的衣服“熠熠生辉”
来源:新材料    时间:2015-10-29 00:00:00
 

  以时尚著称的T台在未来将很快成为发光线针织、发光纺织品大展身手的舞台。除了拥有发光衣物的应用前景,由于可以显示明亮的图像,该发光技术可以应用于医学领域。一旦智能衣服和诊断设备联系起来,穿戴者的身体状况将以信息的形式清楚地传达给健康专家。

  上海复旦大学的Peng Huisheng和同事们聚合物发光电化学电池(PLEC)研制出一种纤维。该纤维将不锈钢丝上浸涂一层薄薄的氧化锌纳米粒,然后将修饰过的钢丝浸涂electroluminscent聚合物层,该聚合物层中含有蓝色发光聚合物(PF-B),乙氧基三甲基丙烯酸酯(ETT-15)和锂三氟甲烷磺酸盐(LiTf)。最后,合成物外面包裹一层对齐的碳纳米管。通过电机的缓慢旋转,可制作出碳纳米管排列的纺织线。


  目前为止,只有蓝色线可以产生一系列的颜色,加载电压时,钢丝芯作为阳极,碳纳米管和发光聚合物作为阴极。目前,研究人员能够制造长数厘米的纤维,并且这些纤维编织的织物样本展现出纤维的柔软性和强度。研究员Zhang Zhitao说:“在数平方厘米大小的织物中含有6个纤维组成的束。PLEC纤维具有柔性,当以6毫米的半径弯取100次后,纤维的亮度依然维持在90%以上。纤维的颜色可以通过控制一定数量范围的纤维,以进行不同程度的调变。


利用智能收线技术来制造织物线丝©NPG

  Zhang说:“制造PLEC纤维的过程相对简单,纤维价格低廉、适于推广。纤维在未来的生物医学中将发挥巨大的作用,但在此之前,纤维的制作仍存在诸多困难。当达到使用极限后,纤维的亮度迅速下降,在实际应用中需要纤维的使用寿命延长,所以需要找到稳定纤维亮度的方法。目前,我们正在通过增加电极材料的电导率或者使用新的发光聚合物来改善纤维的性能和使用寿命。”

  英国谢菲尔德大学的光学物理学家Jenny Clark对这项研究十分关注。他说,纳米纤维的成功研制解决了单凭光发光纤维不可能作为衣物面料使用的难题。纳米纤维具有高强度、可穿戴、柔性、可编织性能。

  Clark还提到,利用这种方法来沉积制备碳纳米管非常巧妙。作为透明、柔性的电极,纳米纤维表现出的良好性能确实让人耳目一新。这种涂层技术将会应用到其他领域里。而现实操作时存在的短寿命和高电压问题,使得这项技术还存在很多优化的空间。

 

 
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