钜大LARGE | 点击量：1053次 | 2021年10月13日
智能纤维研究获新进展 衣服可变色太阳能电池织布
衣服能像“变色龙”那样根据周边环境变化自动变色，鞋垫能在行走间通过人体踩压自主发电，窗帘能随着外界光线强弱自我调节遮光能力……记者从东华大学材料学院获悉，该院研究团队在智能纤维研究领域取得新进展，这些看似遥远的高科技，正随着纤维材料的日渐功能化、智能化越来越接近我们的生活。
变色衣服或将实现自由“变身”
通俗地讲，智能纤维就是能主动感知响应外界环境并作出相关反应的纤维。像服装、配饰、家纺品等这些老百姓的常用之物，要是摇身一变换上智能纤维，自己发电、发光、发热、变色皆有可能。
在东华大学纤维材料改性国家重点实验室，材料学院王宏志教授课题组经过多次反复实验，已经实现了纤维在通电环境下的自主变色。只要导入2-3v的低电压刺激，纤维就能在毫秒时间内实现红、黄、蓝三色变化，并能保持颜色达半小时。即使在扭曲、打结和编织的情况下，该纤维仍能变色。
这也验证了，采用科学方法对纤维材料进行改性，完全有可能让纤维进而让纤维制品变得更加“聪明”更加“贴心”，根据人们的工作和生活要发生各种神奇的变化。“就拿变色纤维来说，这不仅能帮助我们实现身着“霓裳”的梦想，在迷彩等领域也有很大应用价值，相信未来我们的士兵穿着一套军装就能在沙漠、丛林、海洋中自由"变身"了。”王宏志教授介绍说。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
纺丝可制石墨烯太阳能电池也可织布
谷歌眼镜的出现开启了可穿戴智能装备的风潮，但时至今日，能源供应仍是智能装备研发的一大难题，例如谷歌眼镜支架后方始终要附着略显笨重且使用时间有限的锂离子电池。而这一问题在智能服装研发中也同样棘手。如何让智能服装的能源供应变得更加轻便，使用时间更长？东华大学材料学院的研究专家们设想的还是从纤维这一“根子”上入手—假如能提升纤维的导电和储电性能，同时让它具有很好的可编织性，让能源供应器件成为衣服本身的一部分，那不就能在最大程度上实现智能服装的轻便化并保障能源供应吗？
为此，研究人员瞄准被业界称为“能引发材料学新变革的"超级材料"”的石墨烯。材料学院院长、长江学者朱美芳教授领衔的教育部长江学者创新团队目前采用湿法纺丝法可持续制备上千米的石墨烯纤维。此类纤维不仅电导率达同类产品最高值，且其强度亦达国际领先水平，可非常容易地编织成所需的织物类型，并保持理想的导电性及强度。团队与国内外相关课题组强强合作，还将石墨烯纤维成功组装成超级电容器，把这种电容器编织成织物，将能同时实现智能服装对电能的存储与传输用途。
此外，研究人员还在“纤维状柔性太阳能电池”研发上取得重要突破。据该院陈志钢研究员介绍，已在实验室研发出纤维状柔性太阳能电池。“形象地说，将来可利用纤维状太阳能电池来织布，衣服就可以自己把太阳能转化为电能”。陈志钢同时也坦言，尽管纤维状柔性太阳能电池具有可编织性、低碳环保、续航能力强、质量轻等优越性能，极其符合智能服装的要求；但由于成本相对较高、能量转化效率有待提升，该类电池要从实验室“飞入”寻常百姓家还有待时日。
