南京林業(yè)大學段改改副教授和東華大學紡織學院劉力博士綜述了近年來采用靜電紡纖維構建智能紡織品的工作，相關成果以《綜述：面向紡織品的智能靜電紡纖維》(A Review of Smart Electrospun Fibers toward Textiles, doi: 10.1016/j.coco.2020.100506)為題，發(fā)表于期刊《Composites Communications》，該論文第一作者是東華大學紡織學院老師劉力，共同通訊作者為南京林業(yè)大學副教授段改改和德國拜羅伊特大學教授Andreas Greiner。
研究背景
隨著科學技術的發(fā)展，在現(xiàn)代社會中，紡織品的作用已經(jīng)不僅僅局限于最初的防寒、保暖和美化，而應該被賦予更新的功能，使其智能化。
智能紡織品除了具備傳統(tǒng)紡織品具備的功能外，還應該具備與外界進行互動的能力。這種智能的實現(xiàn)可以是被動性的，也可以是主動交互性的。然而目前對主動交互型和被動型的智能紡織品定義模糊不清。因此，這篇綜述，以靜電紡纖維為基礎，同時結合智能材料與靜電紡纖維結構的特點，對主動交互型智能紡織品和被動型智能紡織品的異同分別進行了討論，探索了用靜電紡纖維開發(fā)智能紡織品的前景。
工作介紹
介紹了主動交互型智能紡織品和被動型智能紡織品各自的特點；歸納常見的智能材料的性質(zhì)以及被制備成靜電紡纖維后具有的特性；突出了近年來研究熱點—可穿戴智能紡織品；同時與被靜電紡制備的被動型智能紡織品進行了對比，該綜述將為靜電紡纖維在紡織品的智能化道路上提供一定的設計參考。
圖文導讀
圖3、4、5、6、7、8?、9、10、11為主動交互型靜電紡智能紡織品。
其中，圖3、4、5、6、7、8為智能材料制備的靜電紡纖維及其應用
圖9、10、11為可穿戴型智能紡織品。
圖12為被動型靜電紡智能紡織品。
圖1.?靜電紡的特點以及在主動交互型智能紡織品和被動型智能紡織品方面的應用
圖2.?以抗菌紡織品為例，對比?(a)?被動型智能紡織品與（b）主動交互型智能紡織品的異同點.
圖3.?溫敏型智能材料的特點，以及聚(N-異丙基丙烯酰胺)靜電紡纖維膜在智能致動器方面的應用。(a)溫敏型智能材料的相位圖；(b)?聚(N-異丙基丙烯酰胺)?的化學結構式；(c)?聚(N-異丙基丙烯酰胺)靜電紡纖維膜用作智能致動器的表現(xiàn)。
圖4.?(a)?堿性基團構成的pH刺激響應性材料的響應機理；(b)?堿性pH刺激響應性材料制備的靜電紡纖維膜在DNA探測器方面的應用。
圖5.?(a)?偶氮苯的光響應機理和?(b)?其修飾的PCL靜電紡纖維膜親疏水性的光可控調(diào)節(jié)性能；以及?(c)?金納米顆粒作為光熱轉(zhuǎn)換介質(zhì)參雜PVDF靜電紡纖維膜后，用于光熱水蒸發(fā)的研究；
圖6.?(a)?電活性聚合物制備的智能致動器的結構示意圖；(b)?靜電紡尼龍纖維的SEM圖顯示了其纖維的取向結構；(c)?聚吡咯作為電刺激響應性材料與尼龍在智能致動器方面的應用以及?(d)?聚乙撐二氧噻吩（PEDOT）纖維膜在電刺激下藥物可控釋放的應用
圖7.?(a)四氧化三鐵Fe3O4納米顆粒參雜的PS靜電紡纖維膜的升溫與時間關系圖；(b-h)?該具有磁熱轉(zhuǎn)換能力的靜電紡纖維膜在生物表皮熱治療方面的應用
圖8.?(a)?具有溫度與pH值多刺激響應性智能致動器的制備；(b)?該智能致動器卷曲程度與溫度之間的關系；?(c)?該致動器在不同pH值溶液中抓取與釋放金屬指環(huán)的行為。
圖9.?(a)?銀納米線，PCL和PAN靜電紡納米短纖通過濕法成網(wǎng)法制備具有超強導電性能柔性纖維狀材料的示意圖；(b)?該柔性材料的電鏡圖顯示纖維交叉排列的情況；(c)?該纖維狀材料展示其柔性與超高導電性能。
圖10.?B-N-F三元摻雜的通體多孔碳納米纖維的制備與表征。(a)?使用化學交聯(lián)靜電紡絲和高溫煅燒法合成多孔碳納米纖維的示意圖；(b)?前驅(qū)體纖維膜；(c)?柔順性展示;?(d) PVA含量與膜導電性能之間的關系
圖11.(a)?具有摩擦發(fā)電性能紗線的制備；(b)?組成該納米紗線的同軸納米纖維的結構示意圖；(c)?同軸納米纖維的電鏡圖；(d)?不同頻率下，納米紗線產(chǎn)生電壓與電流的情況;?(e)?該紗線制成的紡織品的靈敏程度
圖12.??(a)?防水透濕原理示意圖；(b)?接觸角與表面能、表面張力關系示意圖；(c)?用靜電紡制備防水透濕紡織品示意圖；(d)?通過靜電紡制備得到紡織品的拒不同液體的效果圖；
結論與展望
紡織品發(fā)展到如今社會，已經(jīng)逐漸在跳出傳統(tǒng)防寒御暖的基本需求，而將來更多地會被賦予多功能性的一種載體。靜電紡絲由于它突出的性能，使得它具有大的包容性和強的兼容性，從無機材料到有機材料，都可以成為它的加工對象，使得它在各個領域展現(xiàn)出了強大的應用潛力。雖然相對傳統(tǒng)的紡絲織造方法來說，生產(chǎn)效率還有待提高，但是對于起到核心功能性的成分，并不要求它具有傳統(tǒng)紡織材料的體量。因此，此篇綜述，以靜電紡纖維為基礎，同時結合智能材料與靜電紡纖維結構的特點，將智能紡織品主要分為主動交互型智能紡織品和被動型智能紡織品，探索了用靜電紡纖維開發(fā)智能紡織品的前景，也許在未來智能紡織品的設計和制造這條道路上能為紡織品的繼續(xù)智能化以及靜電紡在智能紡織品的設計和發(fā)展上提供一定的參考。
