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【学术聚焦】2025年第2期:纺纱新材料与先进加工课题组在《Advanced Fiber Materials》上发表高效耐久电磁屏蔽的粒子流纱线织物研究成果

来源:8188威尼斯娱人城 作者: 孟丹杰 发稿时间:2025-01-07 浏览次数:

近期,金沙威尼斯欢乐娱人城纺织新材料与先进加工团队的纺纱新材料与先进加工课题组,在《Advanced Fiber Materials》上发表了题目为“Durable Fe3O4/PPy Particle Flow Spun Textile for Electromagnetic Interference Shielding and Joule Heating”的研究成果(论文链接: https://doi.org/10.1007/s42765-024-00498-2),成果论文的第一作者为8188威尼斯娱人城研究生刘佳鑫,通讯作者为徐卫林院士(团队负责人)、唐文杨博士(科研骨干)、夏治刚教授(课题组负责人)。

当下第五代通讯技术的快速布局,电子设备产生的电磁污染日益严峻。传统电磁屏蔽材料具有高刚性和可加工性差的缺点,不能满足日益增长的可穿戴电磁屏蔽系统的要求。开发高柔性、耐用、可剪裁的屏蔽服装已引起广泛的研究兴趣。无机材料Fe3O4粉体粒子具有优异的电磁屏蔽功能、聚合物PPy粒子具有优异的导电和自发热功能,然而功能粉体粒子存在难以柔性稳态、大量快速纺纱制造的共性加工难题。针对该技术难题,纺纱新材料与先进加工课题组创新研发了粒子流纺纱技术,并利用该技术将Fe3O4、PPy等粉体粒子材料,规模化加工制备成纳米Fe3O4/聚吡咯(PPy)/棉/聚丙烯(FP@CP)芯鞘纱线及织物,用于电磁屏蔽和热管理。产品结构与性能研究结果表明:FP@CP纱线及织物展现良好的耐用性(50次洗涤和465次耐磨),并具有高达47 dB(SET)的电磁反射/吸收双模式屏蔽性能。此外,该纱线在3 V电压条件下加热10 s可达到105℃,展现其高效的焦耳热性能,为多功能电磁防护纺织品的商业化发展开辟了一条经济有效的途径。

该工作所采用的纺纱技术是该课题组在2018年原创发明的粉体纺纱加工技术(2021年学术称谓粒子流纺纱技术),已应用于能源收集、健康监测、抗冲击防护、热管理、电磁屏蔽(Adv. Funct. Mater. 2022, 32: 2107682; Nano Energy 2023, 118: 108955; Nano Energy, 2023, 106: 108078; Comp. Sci. Technol. 2023, 235: 109972; Compos. B. Eng. 2020, 183: 107683; ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10: 32726-32735)等智能可穿戴领域,可将功能芯层与防护层裹覆进行高效的成纱,解决了功能粉体粒子复合型纺织品的耐用性弱、易泄露、服用性差、难以加工等问题。所制备的粉体粒子复合纱线,可实现后续多种功能纺织品结构设计与加工,为难纺功能粉体粒子材料在纤维复合纺织品领域的拓展应用提供了新思路。

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