石墨烯气凝胶“携手”相变材料

智能纤维是一种能够应对各种外部刺激的纤维，已成为柔性和可穿戴设备的新兴动力。然而天然和半合成的聚合物纺织纤维一般为热绝缘或者电绝缘，且难以对复杂环境中的各种刺激作出响应，例如热，温度，压力，光，湿度，pH等。这大大限制了传统电子硬件制造的传感器和制动器的选择以及未来可穿戴电子和机器人的发展。

中科院苏州纳米所的张学同研究员课题组将石墨烯气凝胶纤维和相变材料（PCM）复合，在其表面涂覆一层超疏水碳氟树脂涂层，实现了集柔性、自清洁功能、多种刺激响应的可调的热转换和储存等多种功能于一身的智能纤维的合成。在多孔石墨烯气凝胶网络中浸入PCM的过程中，其网络中的强毛细作用使得石墨烯片和PCM之间能够沿纤维产生均匀的纳米层压，进而使之表现出优异的机械，电和热性能。通过选择不同类型的PCM并在浸渍过程中控制其负载量，能够可控合成各种具有可调相变温度和相变焓的智能纤维。此外，智能纤维表面的超疏水氟碳涂料也为其增加了自清洁功能。这些可调谐和多重响应的智能纤维适用于各种条件的可穿戴织物及便携式电子设备。

智能纤维在可穿戴设备和便携式电子设备展现了巨大的潜力，本文通过对石墨烯气凝胶中注入不同类型的相变材料，实现了柔性、自清洁、多种外界刺激下可调的热转换和储存等多种功能的集成，有望推动智能纤维在未来可穿戴电子设备和机器人中的应用。