一、用于【導讀】

? 電子紡織品被認為是新代構建新一代可穿戴電子產品的必不可少的基本元件，可用于能源收集、可穿傳感設備、戴設人機界面、用于和屏蔽電磁干擾，新代是可穿材料科學的前沿和重點課題之一。浸涂、戴設噴涂和滴涂可用于制造導電材料涂層，用于相較于傳統工藝方法更加適合大范圍工業化，新代但這些方法要求導電材料具有較高的可穿溶解性和分散性，且局限于傳統材料，戴設制備的用于電子紡織品無法保留原材料顏色。此外，新代二維材料的可穿制備過程相對復雜，即使采用Ag納米網等先進材料，制備高度穩定、色彩豐富、輕質化的導電紡織品仍然是本領域亟需解決的難題。Cu和Ag 納米絲表現出良好的分散性，使它們成為溶液基涂層技術的理想人選。因此，究竟如何在不破壞原材料性能的前提下開發出具有更為優異的納米材料，以及探索此類材料在工程領域中的潛在應用是目前材料科學的重中之重。

二、【成果掠影】

? 近日，廈門大學Yan Tang等研究人員制備了Cu-Ag納米網，基于獨特的工藝流程，使Cu-Ag納米網包裹在絲線纖維上，不僅保留了其固有屬性，而且顯著改善其導電能力、穩定性和干洗耐久性。在此基礎上研究開發出一系列高質量、彩色的電子紡織設備。該研究成果以“Colorful Conductive Threads for Wearable Electronics: Transparent Cu–Ag Nanonets”為題發表在Advanced Science上。

三、【核心創新點】

1. 利用Cu-Ag納米網開發出在常溫下快速制備可穿戴電子產品的彩色絲線和織物。

2. 通過獨特的工藝將Cu-Ag納米網包覆在纖維上，得到的導電線不僅保留了紡織品原有特征，且在穩定性和干洗耐久性得到顯著提高。

3. Cu-Ag納米網可用于制造性能優良的織物加熱器、觸摸屏手套、可穿戴實時溫度傳感器和保暖織物等電子紡織設備。

四、【數據概覽】

圖1 a)Cu和Cu-Ag NWs的SEM圖像; c) Cu-Ag NWs EDS元素譜圖; d)制備導電絲線工藝示意圖; e)不同Cu-Ag納米網包覆次數的導電絲線圖; f)導電絲線電阻隨Cu-Ag納米網包覆次數的演化; g)彩色導電絲線對發光二極管的影響; h)不同類型絲線纏繞Cu-Ag納米網和i)其電阻隨包覆次數的演化。

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圖2 a) 絲線和b,c)納米網包覆絲線; d-g)分別為包覆Cu-Ag納米網的絲線、魚線、滌綸線和棉紗的SEM圖像; h-k)分別為相應的高分辨率SEM圖像。

圖3 a)不同包覆次數Cu-Ag納米網包覆絲的透射光譜; b)導電絲顏色相似度s隨Cu-Ag 納米網包覆次數的演化; 導電絲線的c)彎曲實驗、d)扭轉實驗、e)水洗干燥穩定性實驗和f)帶式實驗。

圖4 用于可穿戴衣服上LED照明的導電線的a)光學圖像、b)手套以及c)燈泡電路; d) Cu-Ag納米材料制作的觸摸屏手套的光學圖像，分別用于操作智能手機的觸摸、書寫和放大; e)正常手套無法正常操作智能手機; f)普通手套和g)觸摸屏手套工作原理示意圖。

圖5 銅銀納米網制成的環形加熱器a)照片和b)紅外熱成像圖; c) 不同保載時間下加熱環的溫度演化; d)不同電壓下電流隨導線長度演化; e)不同電壓下導電絲線包覆的Cu-Ag納米網溫度分布隨時間演化; f)不同溫度下溫度傳感器相對電阻演化; g)溫度傳感器工作示意圖; h)在手臂上放置溫度傳感器; i,j)不同體溫下的監測用戶的實時智能手機界面。

圖6 a) Cu-Ag納米網的電場分布; b) a)圖中選定區域的放大成像; 納米材料c)透射率和d)反射率; e)徒手、純棉織物照片和納米材料的照片和紅外成像; f)導電織物原理示意圖; g) 導電織物紅外反射示意圖; h)功率密度隨包裹數演化; i)交叉納米網結構模型; j)納米網橫向電場分布; k) 不同NWs距離下納米網相對透射變化。

五、【成果啟示】

綜上所述，本文首先合成Cu納米絲，通過化學沉積法形成Cu-Ag納米絲，Ag元素的引入使得納米絲具有優異的導電性。隨后，將這種納米絲包覆在不同纖維上，不僅可以保留紡織品的原有特征，而且可以提高其穩定性、耐久性和可加工性，進而可以制造出適用于實際生活、工業應用和一些高精尖設備。尤其是得益于Cu-Ag納米絲的高紅外反射率，溫敏布減少功耗可達14.8%。利用Cu-Ag納米絲制備的彩色導電絲線和織物有助于新一代可穿戴智能織物的研發與應用。

論文鏈接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202201111。

本文由Keep real供稿