<正>近年來,隨著智能可穿戴科技及物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,電子智能紡織品的產(chǎn)品品類不斷豐富、應(yīng)用領(lǐng)域逐漸拓寬,在普通民用、軍用、醫(yī)用、航空航天等領(lǐng)域都具有很大的發(fā)展前景。電子智能紡織品是基于電子技術(shù),將傳感、通訊、人工智能等高科技手段應(yīng)用于紡織技術(shù)而開發(fā)出的紡織品,其核心要素是感知、反饋和響應(yīng)。在電子智能紡織品的研究中,堅持的核心理念是針 

【文章來源】：紡織導(dǎo)報. 2020,(04)

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B-N-F三元摻雜的通體多孔碳納米纖維的制備與表征

研究者采用快速電沉積的方法在碳纖維表面原位平鋪一層氫氧化鈷，結(jié)合后續(xù)熱處理工藝，獲得了超薄介孔四氧化三鈷（Co3O4）與碳纖維織物復(fù)合的具有高效氧還原與氧析出能力的一體化空氣電極，該電極內(nèi)部是原子級厚度的介孔Co3O4負(fù)載于氮摻雜的石墨烯（N-rG）復(fù)合材料，具體的制備過程如圖2所示。為了進(jìn)一步優(yōu)化Co3O4表面的原子排布和催化活性點位，研究人員分別在N-rG表面可控合成了Co3O4的納米立方體、截角八面體、多面體等復(fù)合結(jié)構(gòu)，調(diào)控優(yōu)化了Co3O4表面Co2+和Co3+活性位點及對氧物種的吸脫附行為，顯著提升了該類材料在堿性溶液中的電催化氧還原、氧析出能力及鋅—空氣電池的電性能。采用該一體化空氣電極制備成的柔性器件，電力儲存性能優(yōu)越，在LED和計步器等方面具有很好的應(yīng)用前景。以Co3O4/N-rGO作為催化劑的柔性線狀鋅—空氣電池具有高達(dá)649 Wh/kg的質(zhì)量能量密度，36.1 mWh/cm3的超高體積能量密度，展現(xiàn)出優(yōu)異的充放電性能，在3 mA/cm3的充放電電流密度下，放電電壓為1.2 V，充電電壓為2 V；通過串并聯(lián)連接得到的柔性鋅—空氣電池組能夠驅(qū)動電子器件和給i Phone手機(jī)充電。

二維黑磷（BP）作為一種新型半導(dǎo)體材料，在構(gòu)建電容器方面有巨大的應(yīng)用潛能，但其導(dǎo)電性較差，而且和石墨烯一樣，存在層間容易堆積的問題。南京工業(yè)大學(xué)的研究團(tuán)隊通過在BP片層原位橋接一維碳納米管（CNTs），有效減輕了BP的層間堆積，增大了其比表面積，有利于增大其離子吸附表面、提高其離子擴(kuò)散速率及累積量并增大離子擴(kuò)散通道，極大地提高了其層間電子傳導(dǎo)的效率。然后，將優(yōu)化的黑磷復(fù)合紡絲液通過微流體紡絲技術(shù)，經(jīng)牽引、固化、熔合后制成黑磷微納復(fù)合纖維非織造電極材料，實驗結(jié)果表明，該電極具備高導(dǎo)電性和高能量密度，可用作柔性超級電容器，其原理和電學(xué)性能如圖3所示。采用該非織造電極材料構(gòu)筑的柔性超級電容器具有較高的柔性和變形能力，集成到紡織品后，可以更穩(wěn)定持久地為其他元件提供能量，而且其能量密度是目前基于纖維材料電極超級電容器的最大值。目前，該電極已成功應(yīng)用在LED燈、智能手表、彩色顯示屏等電子器件中（圖4）。


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