能做智能鞋墊的鐵電聚合物

據(jù)悉，東華大學(xué)的王宏志教授課題組制造了一種鐵電增強(qiáng)型摩擦電蒸發(fā)織物（FETET），其中包括鐵電增強(qiáng)型TENG（FETENG）和定向吸濕芯（DMWF），利用主動(dòng)摩擦電場極化和被動(dòng)芯吸耦合效應(yīng)將大型水簇分解為小型水簇或水單體，從而提高紡織品的水蒸發(fā)速率。與最好的商業(yè)鞋墊（CI）相比，穿著FETET制得的智能鞋墊（SI）的跑步者經(jīng)過40min 運(yùn)動(dòng)后皮膚溫度下降了0.8℃。

FETET包括改性尼龍（MN）網(wǎng)眼、纖維素/聚酯（CP）無紡布、聚酰胺-6（PA6）親水性纖維膜、聚偏二氟乙烯-三氟乙烯[P（VDF-TrFE）]纖維膜以及硅橡膠包裹的導(dǎo)電海綿。濕熱性能測試表明，其具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性，并且在摩擦電蒸發(fā)冷卻過程中將保持良好的傳熱能力。隨著FETET 功能層的增加，紡織品的耐蒸發(fā)性在合理的范圍內(nèi)增加。

受蒸騰作用的啟發(fā)，F(xiàn)ETET 通過芯吸-極化耦合效應(yīng)將大型水團(tuán)轉(zhuǎn)變?yōu)樾⌒退畧F(tuán)和水單體，從而將水從皮膚蒸發(fā)到環(huán)境中。通過修改疏水層的潤濕梯度，使得汗液更容易通過疏水層，同時(shí)確保與皮膚接觸的疏水層的表面水分含量始終為0%。在不同的拉普拉斯壓力的影響下，汗液將在兩個(gè)親水層中擴(kuò)散，并無法通過P（VDF-TrFE）或返回至MN。在鐵電增強(qiáng)的摩擦電場的作用下，大型水簇被降解為小型水簇或水單體，加快從液態(tài)水分子到氣態(tài)水分子的轉(zhuǎn)化。

實(shí)驗(yàn)表明，與沒有摩擦電場的情況相比，F(xiàn)ETET的水蒸發(fā)速率從0.005 g·min-1增加到0.008 g·min-1。與傳統(tǒng)吸濕排汗織物相比，摩擦電蒸發(fā)織物的水分蒸發(fā)率分別比親水性棉織物和親水性聚酯織物高4.4倍和3.6倍。此外，初級孔和次級孔使SI 具有出色的感測性能，通過人體運(yùn)動(dòng)自供電和自感應(yīng)無線監(jiān)視系統(tǒng)，可將信號通過芯片和藍(lán)牙模塊無線傳輸?shù)绞謾C(jī)。