东华大学团队开发新型湿法纺丝工艺，有望应用物联网传感器等领域( 二 )

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（来源：ACSAppliedMaterials&Interfaces）
张坤进一步解释说：“这项工作主要从技术层面出发，我们利用所开发的纺丝工艺，结合现有的材料，让它能够连续地制备热电纤维，最终编织成热电织物。 ”
据介绍，该课题的关键难点主要有两个。
第一，纺丝液的制备。由于碳纳米管的分散性较差，在纺丝时无法形成均一的分散液，这会导致喷出的聚合物无法成纤，同时力学和电学性能也比较差。
第二， P型和N型交替结构的实现。对于碳纳米管来说， P型和N型交替纺丝需要借助不同的掺杂剂。掺杂剂在喷丝的过程中容易相互渗透，导致P型变成N型、N型变成P型。
为了解决上述两个问题，研究人员先是开展大量工作去制备纺丝液，后调整不同掺杂剂的浓度，再加入表面活性剂，最终很好地实现了P型和N型的交替结构，并确保两者的热电性能不会发生混淆。

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图丨三维热电织物示意图（来源：ACSAppliedMaterials&Interfaces）
对于研究热电纤维和热电织物等方向的科研人员，该成果可以提供一种良好的思路。让他们利用这种交替的湿法纺丝工艺，制备性能良好的热电纱线。于此同时，也将有助于可穿戴电源和物联网传感器等多项应用的发展。
据介绍，开展热电纤维方面的研究，不仅要懂得纺织工艺，还需要具备半导体物理方面的基础知识，但这对纺织学院出身的学生而言，具有很大的挑战性。
该论文的第一作者杨晓娜，起初只具有与纺织相关的加工工艺知识，为了完成最终成果，过程中她付出了巨大努力，解决了诸多难题。
同时，张坤也表示，其课题组的愿景是做出可以产业化的应用型技术，而非只是发表论文。谈到这项研究的后续计划，张坤表示，他和团队还将会基于干法纺丝工艺，制备具有较高性能的柔性热电纤维。
参考资料：
[1]https://www.iea.org/news/air-conditioning-use-emerges-as-one-of-the-key-drivers-of-global-electricity-demand-growth
[2]X.Yang,K.Zhang.DirectWet-SpunSingle-WalledCarbonNanotubes-Basedp-nSegmentedFilamentstowardWearableThermoelectricTextiles.ACSAppliedMaterials&Interfaces(2022).DOI:10.1021/acsami.2c12798返回搜狐，查看更多
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