與其它2D材料相比,MXene具有高導(dǎo)電性和優(yōu)異的水分散性,可直接用于制備水性導(dǎo)電介質(zhì),實(shí)現(xiàn)柔性可穿戴紡織品的可擴(kuò)展制造。為了滿足不同場(chǎng)景下印刷介質(zhì)流變性的要求,通常需要制備高濃度的MXene配制油墨,但高濃度MXene的濃縮不僅過(guò)程復(fù)雜,還易引發(fā)納米片重新堆積等問(wèn)題,阻礙了其在多功能紡織品加工中的應(yīng)用。采用非導(dǎo)電添加劑(增稠劑和粘合劑等)與MXene分散液混合,是實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電油墨流變特性有效調(diào)控的常用策略。然而,油墨中引入非導(dǎo)電介質(zhì)會(huì)堵塞基底表面的部分導(dǎo)電通路,對(duì)導(dǎo)電紡織品的應(yīng)用性能產(chǎn)生不利影響。因此,需要選用合適的方式來(lái)調(diào)節(jié)MXene基油墨的流變行為,實(shí)現(xiàn)在不影響油墨高導(dǎo)電性的前提下,滿足導(dǎo)電紡織品的涂層整理或印刷加工要求,這對(duì)構(gòu)建MXene基個(gè)人防護(hù)可穿戴紡織品具有積極意義。
為了解決這一問(wèn)題,江南大學(xué)王平教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合新加坡國(guó)立大學(xué)Chaobin He教授團(tuán)隊(duì),借助于導(dǎo)電聚合物PEDOT:PSS配制MXene基凝膠油墨,在提升電活性介質(zhì)利用率的同時(shí),實(shí)現(xiàn)高導(dǎo)電涂層紡織品可擴(kuò)展、大面積的制造。通過(guò)改變PEDOT:PSS摻雜量可靈活調(diào)控油墨粘度值在1-104 Pa·s之間;印刷導(dǎo)電涂層輪廓清晰,電活性介質(zhì)利用率近100%,電導(dǎo)率高達(dá)109.6 S/m。印刷紡織品展現(xiàn)出優(yōu)異的多功能防護(hù)性能,在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中表現(xiàn)出極大的潛力。該研究以“Polymer-Regulating MXene@Dopamine Electroactive Gel-Inks for Textile-Based Multi-Protective Wearables”為題發(fā)表在最新一期《Advanced Functional Materials》上。博士研究生閆彪彪為論文第一作者,江南大學(xué)王平教授和新加坡國(guó)立大學(xué)Chaobin He教授為共同通訊作者。
【凝膠油墨成型機(jī)制】
圖2. 凝膠油墨的配制與表征
【凝膠油墨流變性及網(wǎng)印紡織品】
圖4. 凝膠油墨印刷紡織品的導(dǎo)電性及可穿性
【凝膠油墨網(wǎng)印紡織品多功能防護(hù)性能】
圖7. 個(gè)人熱管理性能
論文全文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.202401097
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