新材料：關注新研發雙面智能紡織纖維兼具導電性和柔韌性

　　導電"智能織物"有許多潛在應用，但通常情況下，專用纖維通常不如普通材料制成的纖維柔軟靈活。然而，一種實驗性的新型雙面纖維既柔軟又導電。這種纖維由華盛頓州立大學的科學家團隊開發，由兩種物質制成：從回收的 T 恤衫中提取的棉纖維素和一種名為聚苯胺的現有導電合成聚合物。

　　這種單股纖維兼具棉花的柔韌性和一種名為聚苯胺的聚合物的導電性。在可穿戴電子紡織品方面顯示出良好的潛力。華盛頓州立大學的研究人員在《碳水化合物聚合物》(Carbohydrate Polymers)雜志上詳細介紹了他們的研究成果。

　　一面是棉花，另一面是導電聚合物 圖/華盛頓州立大學

　　聚苯胺與棉纖維素結合在一起后會太脆，無法單獨形成可用的纖維。也就是說，這兩種材料并不是簡單地混合成一種同質混合物。如果是這樣，聚苯胺就會被稀釋到失去導電性的程度。

　　為了解決這個問題，西悉尼大學的研究人員將從回收的 T 恤衫中提取的棉纖維素溶解到一種溶液中，并將導電聚合物溶解到另一種單獨的溶液中。然后將這兩種溶液并排合并在一起，擠出材料制成一根纖維。

　　在這項研究中，WSU 團隊努力克服將導電聚合物與棉纖維素混合的難題。聚合物是一種具有重復模式的大分子物質。在這種情況下，研究人員使用了聚苯胺(又稱 PANI)，這是一種具有導電性能的合成聚合物，已被用于印刷電路板制造等應用中。結果顯示界面結合良好，這意味著不同材料的分子在拉伸和彎曲過程中都能保持在一起。

　　首席科學家劉航正在處理一卷材 圖/料華盛頓州立大學的 Dean Hare

　　"我們將一種纖維分為兩部分：一部分是傳統的棉花：柔韌性和強度足以滿足日常使用，而另一面則是導電材料，"該研究的通訊作者、西悉尼大學紡織品研究員劉航說。"棉花可以支撐導電材料，而導電材料可以提供所需的功能。"

　　雖然還需要更多的開發工作，研究人員的想法是將這樣的纖維集成到服裝中，作為帶有柔性電路的傳感器貼片。這些補丁可以成為消防員、士兵或處理化學品的工人制服的一部分，以檢測是否接觸到危險物質。其他應用還包括健康監測或運動襯衫，它們比目前的健身監測器能做得更多。

　　劉航副教授領導的研究論文最近發表在《碳水化合物聚合物》雜志上。這項研究的其他作者包括第一作者劉旺成、趙子輝、梁丹、鐘偉紅和張金文。這項研究得到了美國國家科學基金會和沃爾瑪基金會項目的支持。

　　劉說："現在已經有一些智能可穿戴設備，比如智能手表可以跟蹤你的運動和人體生命體征，但我們希望將來你的日常服裝也能實現這些功能。時尚并不像很多人認為的那樣只是顏色和款式，時尚就是科學。"