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一种可常规洗涤,兼具电磁屏蔽、透气透湿和红外伪装的多功能纺织品!

作者: 环球纺织

2024-06-03

  具有电磁屏蔽、个人热管理和红外热伪装功能的个人防护纺织品在军用和民用等领域需求量大。在纤维表面涂覆功能活性介质是实现纺织品功能化的有效途径,而功能介质与纺织品之间的结合牢度直接影响其服役稳定性。因此,如何提升功能纺织品的耐久性,特别是可洗可穿性一直是需要解决的关键问题。

 

  近期,江南大学王平、王强教授团队在Advanced Fiber Materials上发表了题为“Antioxidant MXene@GA Decorated Textile Assisted by Metal Ion for Efficient Electromagnetic Interference Shielding, Dual-Driven Heating and Infrared Thermal Camouflage”的研究成果,提出了一种基于金属离子辅助多重交联构建二维电活性介质并与纤维牢固结合的策略,采用该方法制备的纺织品具有抗氧化性好、导电介质利用率高、服役稳定性强、可常规洗涤、透气透湿性和生物相容性良好的特点,可实现高电磁干扰屏蔽效能(35 dB)、出色的双驱动(焦耳和太阳能)加热保暖和红外热伪装功能,有望应用于复杂场景下多功能需求的个人防护纺织品等领域。

 

  首先在富含羟基的MXene纳米片表面引入天然多酚化合物没食子酸(GA),在引入羧基的同时提升了MXene纳米片的抗氧化性。与此同时,对天然棉织物进行了羧基化预处理,且引入交联剂金属离子(Fe3+)。在金属离子的辅助下,利用简易的真空辅助沉积方式使MXene@GA有序沉积在纤维表面(图1a),在保留纺织品固有的亲肤、透气和透湿性的同时,凭借MXene的优异特性,交联纺织品可以实现高效电磁屏蔽、出色的双驱动(焦耳和太阳能)加热保暖和热红外伪装功能(图1b)。

 

  金属离子辅助多重交联制备多功能防护纺织品的流程和性能

 

  由于表面携带大量的亲水性基团,MXene纳米片表现出优异的水分散性(图2a-b)。对纳米片进行GA改性后,其横向尺寸增大,片层间距变大(图2c-f)。此外,天然多酚化合物GA具有清除自由基的抗氧化活性,MXene@GA纳米片分散液在自然环境中放置一个月后仍呈现出初始的墨绿色,保留了纳米片的微观形貌,这与未改性的MXene纳米片形成了鲜明的对比(图2g-j)。

 

  MXene纳米片的改性及抗氧化能力

 

  通过真空辅助沉积的方式,制备了金属离子交联的MXene@GA纺织品。凭借MXene出色的导电性,交联纺织品可以实现超过300 S/m的电导率,在10次常规洗涤后仍维持低电阻,在经受1000次循环弯折后其电阻稍有增大,展现出优异的稳定导电性能此外,交联纺织品仍保留较好的透气和透湿性,具有一定的疏水性和可穿戴性,欢迎到福布云商了解更多。

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