， ，，，，

(浙江理工大學(xué)材料與紡織學(xué)院，杭州 310018)

0 引 言

近幾年，可穿戴電子設(shè)備的出現(xiàn)擴(kuò)大了紡織品的應(yīng)用范圍。具有導(dǎo)電性的紡織面料引起了廣泛關(guān)注，并在醫(yī)用、電磁屏蔽、傳感器等領(lǐng)域得到應(yīng)用。目前，導(dǎo)電織物已經(jīng)成為學(xué)術(shù)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。與紙張、塑料等材料相比，紡織面料具有更好的靈活性、透氣性和耐磨性，可以進(jìn)行彎曲、扭轉(zhuǎn)、摩擦等力學(xué)運(yùn)動(dòng)，能夠滿足日常生活中人體運(yùn)動(dòng)的要求。在紡織面料的基礎(chǔ)上發(fā)展的導(dǎo)電織物更適合可穿戴設(shè)備的開發(fā)，它可以廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域。導(dǎo)電織物的制備技術(shù)含量高、潛在市場(chǎng)巨大，在紡織業(yè)中具有重要地位。但是，導(dǎo)電織物需要在不過多損壞織物的可伸展性和彎曲性的前提下獲得滿意的導(dǎo)電性，這對(duì)于導(dǎo)電織物的制備技術(shù)而言，是一較大挑戰(zhàn)。近年來，導(dǎo)電織物的相關(guān)研究層出不窮，制備技術(shù)不斷優(yōu)化，綜合性能已經(jīng)接近實(shí)用要求。在不久的將來，制備兼具導(dǎo)電性能和穿著舒適性能的導(dǎo)電織物必將在柔性可穿戴設(shè)備領(lǐng)域占有重要位置，導(dǎo)電織物制備技術(shù)的研發(fā)對(duì)于紡織業(yè)具有重要的戰(zhàn)略價(jià)值。

本文闡述了基于不同導(dǎo)電填料的導(dǎo)電織物的相關(guān)研究，首先將導(dǎo)電織物歸納為聚合物基導(dǎo)電織物、金屬基導(dǎo)電織物和碳基導(dǎo)電織物三類，并就這三類導(dǎo)電織物的性能展開論述，其次對(duì)導(dǎo)電織物的應(yīng)用進(jìn)行了舉例，最后對(duì)其前景進(jìn)行了展望。

1 導(dǎo)電織物的分類和性能

導(dǎo)電織物作為一種新興的紡織品在許多領(lǐng)域獲得應(yīng)用。隨著導(dǎo)電材料的發(fā)展，導(dǎo)電織物的種類不斷增多，而且性能也不斷地提高，根據(jù)其增加的導(dǎo)電性組分，導(dǎo)電織物可以歸納為聚合物基導(dǎo)電織物、金屬基導(dǎo)電織物和碳基導(dǎo)電織物三類。

1.1 聚合物基導(dǎo)電織物

自從白川英樹發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電聚合物以來，導(dǎo)電高分子材料快速發(fā)展起來。導(dǎo)電聚合物是由具有共軛π鍵的聚合物經(jīng)過化學(xué)或電化學(xué)摻雜形成。導(dǎo)電聚合物除了具有高分子聚合物一般的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)外，還含有一價(jià)的對(duì)陰離子(P型摻雜)或?qū)﹃栯x子(N型摻雜)。根據(jù)不同的摻雜效果，導(dǎo)電高分子的電導(dǎo)率可以在一定的范圍內(nèi)調(diào)控，其電導(dǎo)率可以在絕緣體、半導(dǎo)體、金屬態(tài)較寬的范圍里變化，這是目前其他材料無法比擬的，因此導(dǎo)電聚合物在許多領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用潛力。天然導(dǎo)電聚合物(ICPS)，如聚苯胺(PANI)、聚吡咯(PPy)、聚噻吩(Pth)等都是應(yīng)用比較廣泛的導(dǎo)電聚合物。由于耐氧性能和加工性能的提高，這種材料變得更加實(shí)用。導(dǎo)電聚合物因其獨(dú)特的電學(xué)、光學(xué)和力學(xué)性能，在導(dǎo)電織物領(lǐng)域的研究日益增多。表1列出了一些導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電性能和穩(wěn)定性，考慮到導(dǎo)電聚合物與織物的粘合性、導(dǎo)電性和可加工性等因素，在紡織品加工領(lǐng)域，聚苯胺、聚吡咯和聚(3，4-乙撐二氧噻吩)是目前研究最多的導(dǎo)電聚合物，因此本文主要介紹這三種導(dǎo)電聚合物用于導(dǎo)電織物的制備，其結(jié)構(gòu)式如圖1。

表1 不同導(dǎo)電聚合物電導(dǎo)率和穩(wěn)定性

圖1 三種導(dǎo)電聚合物的結(jié)構(gòu)式

在所有導(dǎo)電聚合物當(dāng)中，聚苯胺制備條件簡(jiǎn)單、化學(xué)穩(wěn)定性相對(duì)較好、綠色無污染、電導(dǎo)率理想，在儲(chǔ)能、電磁屏蔽等領(lǐng)域應(yīng)用得到了深入的研究。作為一種新興的有機(jī)材料，聚苯胺在紡織品領(lǐng)域同樣引起了研究者的興趣，為導(dǎo)電織物的制備率先開啟了帷幕。國(guó)內(nèi)外有許多學(xué)者利用聚苯胺制備導(dǎo)電性能良好的織物，這種織物在電磁屏蔽、靜電防護(hù)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。目前，比較常用的制備方法有兩種：一種是涂層法，將聚苯胺分散到有機(jī)高分子中做成涂層后再涂覆到織物表面；另一種是通過原位聚合法在織物表面直接生成聚苯胺，再利用不同的摻雜方式使聚苯胺均勻附在織物表面。劉元軍等以錦綸織物為基底，苯胺為單體，采用原位聚合法制備導(dǎo)電織物。在他們的實(shí)驗(yàn)中對(duì)氧化劑濃度、種類等進(jìn)行探討，開發(fā)出了兼?zhèn)鋵?dǎo)電性和吸波作用的復(fù)合材料。這種材料在吸波材料方面具有很好的應(yīng)用前景。原位聚合法工藝簡(jiǎn)單，對(duì)織物的服用性能破壞很小，但是導(dǎo)電性能低，并且疲勞性能不好。Alamer用聚苯胺滴注法制備導(dǎo)電棉織物，在其中加入一種極性溶劑(二甲基亞砜)，以提高其電導(dǎo)率；他采用傳統(tǒng)的“浸干法”，將聚苯胺包覆在棉織物纖維表面。滴注法可以通過控制摻雜劑的濃度來調(diào)節(jié)導(dǎo)電織物的導(dǎo)電性能，得到導(dǎo)電性較好的織物。Tissera等采用一種簡(jiǎn)單的非均相聚合方法，將平均纖維直徑為40～75 nm的聚苯胺(PANI)納米纖維接枝到棉織物上，得到的織物電導(dǎo)率可以達(dá)到2.6 S/cm。聚苯胺有電導(dǎo)率可調(diào)、成本低、環(huán)境穩(wěn)定性好、制備簡(jiǎn)易等優(yōu)點(diǎn)，隨著研究的不斷深入，將聚苯胺整合到織物上，已經(jīng)在防電磁輻射、防靜電等方面具有廣泛應(yīng)用。

導(dǎo)電高分子聚吡咯(PPy)以其良好的導(dǎo)電性、易合成性、生物相容性和環(huán)境穩(wěn)定性，在導(dǎo)電復(fù)合材料中具有廣泛應(yīng)用。以織物為基底、PPy為填料的導(dǎo)電織物在電容器、電磁屏蔽方面具有很好的應(yīng)用前景。通過PPy制備導(dǎo)電織物主要有三種工藝，包括原位聚合、氣相沉積法或電化學(xué)法。原位聚合是將織物浸泡到單體溶液一定時(shí)間，再添加氧化劑、摻雜劑。這種方法需要控制許多實(shí)驗(yàn)中的參數(shù)，比如濃度、反應(yīng)溫度、時(shí)間等。相比其他方法，這種方法操作簡(jiǎn)單，而且成本低，還可以進(jìn)行大規(guī)模的操作，是目前比較主流的方法。武翔等以吡咯為單體，對(duì)甲苯磺酸為摻雜劑，另外過硫酸銨為氧化劑，將織物浸泡到反應(yīng)液中，制備得到了聚吡咯涂層導(dǎo)電織物，這種原位聚合法簡(jiǎn)單易行。對(duì)織物表面的聚吡咯進(jìn)行了形態(tài)分析，另外測(cè)試了樣品的力學(xué)性能，結(jié)果表明：樣品導(dǎo)電性能良好，并且導(dǎo)電填料分布均勻；合成的聚吡咯也會(huì)滲透到織物內(nèi)部，對(duì)導(dǎo)電性有一定的提高，同時(shí)又不會(huì)對(duì)織物力學(xué)性能造成破壞；雖然聚吡咯對(duì)織物的一些特性沒有很大的影響，但是在拉伸、彎曲等機(jī)械行為過程中涂層容易出現(xiàn)裂縫等情況，造成導(dǎo)電性的下降。董猛等采用原位氧化聚合和磁控濺射技術(shù)，以滌綸織物為基底，制備了聚吡咯/Ag導(dǎo)電滌綸織物。他們通過改變參數(shù)，總結(jié)出了最佳的單體、氧化劑之間的配比，并且制得的導(dǎo)電織物不破壞原來織物的一些柔軟、透氣等特性。Hao等通過在針織纖維素織物上原位聚合吡咯，得到具有良好導(dǎo)電性的聚吡咯(PPy)涂層針織物。他的實(shí)驗(yàn)流程如圖2，經(jīng)過原位聚合得到的導(dǎo)電織物，在織物表面可以形成導(dǎo)電涂層，根據(jù)導(dǎo)電涂層對(duì)機(jī)械的敏感性，可以應(yīng)用于傳感器領(lǐng)域。以聚吡咯為原料來制備導(dǎo)電織物具有很好的適用性，但是由于聚吡咯與織物的粘牢度較差，因此提高其耐用性是接下去的重點(diǎn)方向。

圖2 PPy涂層織物的制備流程示意

德國(guó)拜耳公司1988年首先合成出了聚噻吩的衍生物聚(3，4-乙撐二氧噻吩)(PEDOT)，由于PEDOT在雜環(huán)的3和4位置上有一個(gè)二氧烷基橋聯(lián)基團(tuán)，可以降低能隙，因此其表現(xiàn)出優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性。與其他聚合物相比，PEDOT不僅電導(dǎo)率高，而且還有很好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，因此已經(jīng)成為新的研究熱點(diǎn)之一。以PEDOT為填料的導(dǎo)電織物在電磁屏蔽、電致變色、超級(jí)電容器等都有很好的應(yīng)用潛力。管應(yīng)凱等采用原位聚合氧化法制備聚3，4-乙撐二氧噻吩/尼龍復(fù)合導(dǎo)電織物，以尼龍為基底，通過原位聚合法，制備的導(dǎo)電織物的導(dǎo)電層與基底之間粘附力強(qiáng)，不易脫落；但是得到的導(dǎo)電織物熱穩(wěn)定性有所下降，并且織物的機(jī)械性能有一定的下降，比如斷裂強(qiáng)度和撕破強(qiáng)度都有所降低。PEDOT本身為不溶性聚合物，因而限制了其應(yīng)用，隨后，采用一種水溶性的高分子電解質(zhì)聚苯乙烯磺酸(PSS)摻雜解決了PEDOT的加工問題。PEDOT:PSS懸浮液具有較高的導(dǎo)電性、電化學(xué)活性、環(huán)境穩(wěn)定性和良好的加工性能，因此被廣泛用于導(dǎo)電織物的制備。李昕等在聚乙烯醇(PVA)織物表面通過原位聚合法覆蓋上了致密的PEDOT:PSS導(dǎo)電層。這種PEDOT:PSS/PVA導(dǎo)電織物的導(dǎo)電性很高，電導(dǎo)率達(dá)到360 S/cm；另外這種導(dǎo)電織物還具有電磁波吸收功能，可以應(yīng)用于吸波材料。Choi等利用浸泡法(圖3)，并用硫酸對(duì)PEDOT:PSS進(jìn)行摻雜，在紗線上附上一層PEDOT:PSS導(dǎo)電層，電導(dǎo)率達(dá)到11.1 S/cm；對(duì)樣品進(jìn)行拉伸和耐洗測(cè)試，結(jié)果表明拉伸、清洗后的導(dǎo)電紗線仍然具有很好的導(dǎo)電性。通過浸泡方法，可以得到導(dǎo)電性良好的導(dǎo)電織物，并且具有很好的穩(wěn)定性，在進(jìn)行拉伸、彎曲、洗滌等機(jī)械行為后，導(dǎo)電性不會(huì)大幅度的下降，在實(shí)際生產(chǎn)中是較好的選擇。PEDOT涂層織物具有許多優(yōu)點(diǎn)，比如操作工藝簡(jiǎn)單、具有產(chǎn)業(yè)化的潛力、導(dǎo)電率高等，其仍然是當(dāng)前研究熱點(diǎn)之一。

圖3 導(dǎo)電PEDOT:PSS涂層紗線的制備過程

導(dǎo)電聚合物基導(dǎo)電織物具有良好的導(dǎo)電性，一些新型的研究成果甚至可以用來取代常用的金屬。目前主要遇到的問題在于沉積在織物表面的導(dǎo)電聚合物分布不均勻，導(dǎo)致導(dǎo)電性的不穩(wěn)定。此外，導(dǎo)電聚合物在織物表面的粘合度也是在實(shí)際使用中所遇到的問題，粘合度差會(huì)造成導(dǎo)電性隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而下降。因此，為提高聚合物基導(dǎo)電織物的導(dǎo)電性和耐用性，需要選擇合適的方法，比如超聲波、等離子體等方法對(duì)織物進(jìn)行預(yù)處理。

1.2 金屬基導(dǎo)電織物

金屬材料因其高導(dǎo)電性而被認(rèn)為是導(dǎo)電織物填料的較好選擇。金屬基導(dǎo)電織物結(jié)合織物和金屬的一些特性，在抗菌、紫外防護(hù)、形狀記憶織物、儲(chǔ)能等方面具有很廣闊的應(yīng)用前景。目前其制備方法也多種多樣。真空沉積技術(shù)是金屬沉積技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一，也是微加工過程中最常用的技術(shù)之一。濺射納米材料方法可以直接在纖維的表面形成一層薄薄的金屬層。然而，真空沉積和濺射技術(shù)有著巨大的缺點(diǎn)，如儀器昂貴、操作復(fù)雜、不易批量處理等。此外，這兩種方法也不適用于在多孔纖維等復(fù)雜結(jié)構(gòu)上沉積金屬。

金屬顆粒沉積在織物表面可能造成織物的柔性、舒適度下降。因此，金屬基導(dǎo)電織物要求對(duì)織物的柔韌性和舒適度不能造成很大的破壞，所以傳統(tǒng)的刺繡金屬纖維的方法已經(jīng)不適用于現(xiàn)在的使用要求。Wu等通過共形涂覆法，在織物纖維表面包覆金顆粒，得到耐久性的導(dǎo)電織物。該方法對(duì)織物的空隙結(jié)構(gòu)基本沒有破壞；制得的導(dǎo)電織物仍然具有很好的拉伸性能，并且在拉伸過程中導(dǎo)電性能保持一定的穩(wěn)定性；在洗滌、彎曲等情況下，制得的織物仍然具有穩(wěn)定的導(dǎo)電性。韋肖等對(duì)纖維進(jìn)行鍍銀，對(duì)織物的導(dǎo)電性和防輻射性能進(jìn)行了研究，結(jié)果表明鍍銀量越多，導(dǎo)電性能越好，防輻射性能也越好。Huang等通過均勻地覆蓋鋅(作為陽極)和氫氧化鎳納米片(作為陰極)來制造可充電的紗線電池。該實(shí)驗(yàn)中制得的紗線電池具有內(nèi)在的安全性和較高的能量密度，是一種很有前途的新型動(dòng)力源。但是由于該實(shí)驗(yàn)操作條件要求高，比較適合用于實(shí)驗(yàn)室的研究。Qin等在織物表面化學(xué)鍍納米銀，制備了一種新型的導(dǎo)電織物，可以作為心電圖采集設(shè)備的電極，用于對(duì)心電圖信號(hào)進(jìn)行采集。

金屬基導(dǎo)電織物的制備主要通過對(duì)織物表面進(jìn)行預(yù)處理，然后在織物表面進(jìn)行一系列化學(xué)反應(yīng)固定上一層金屬顆粒，從而制備導(dǎo)電織物。雖然使用金屬顆粒制備的導(dǎo)電織物具有良好的導(dǎo)電性，但金屬顆粒填充在織物空隙結(jié)構(gòu)中可能會(huì)影響紡織品的柔韌性，并且由于金屬顆粒的剛性和脆性，導(dǎo)致織物在編織和反復(fù)彎曲時(shí)金屬顆粒容易掉落從而造成導(dǎo)電性下降。因此在研究耐久受用的金屬基導(dǎo)電織物方面還需要深入研究。

1.3 碳基導(dǎo)電織物

碳基材料(碳納米管、石墨烯)具有高機(jī)械強(qiáng)度、質(zhì)輕、環(huán)境穩(wěn)定性和優(yōu)異的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能。這些優(yōu)點(diǎn)使得碳基材料成為導(dǎo)電紡織品的重要候選材料，在制備導(dǎo)電織物的研究中具有廣泛的應(yīng)用。

碳納米管(CNTs)具有高比表面積、低電阻、低質(zhì)量密度和高穩(wěn)定性等特性，在導(dǎo)電織物的制備中具有一定的潛力。雖然純CNTs紗線表現(xiàn)出良好的導(dǎo)電性和高強(qiáng)度，但其抗彎曲和耐磨性弱，這限制了它們?cè)诩徔椘分械膽?yīng)用。然而，CNTs可以通過一種簡(jiǎn)單且成本低廉的浸漬干燥方法涂覆在各種纖維上，如纖維素或滌綸紗線。但是用這種方法制備導(dǎo)電纖維并沒有良好的耐久性，因?yàn)镃NTs主要吸附在織物的表面，導(dǎo)電織物經(jīng)多次重復(fù)彎曲后，CNTs容易脫落。周洲等利用浸漬的方法，得到CNTs滌綸復(fù)合織物，并測(cè)試得到滌綸織物導(dǎo)電能力。結(jié)果表明：CNTs的引入可以提高織物的導(dǎo)電性。浸漬工藝操作簡(jiǎn)單，成本低，在實(shí)驗(yàn)室就可以大批量生產(chǎn)，雖然得到的樣品導(dǎo)電性不高，但是抗靜電性能有很大的改善。但是這種產(chǎn)品也存在一些缺點(diǎn)，比如織物的CNTs層容易脫落、織物原有的舒適感下降等。Yang等利用環(huán)錠紡技術(shù)制備CNTs/棉復(fù)合紗線，賦予紗線良好的導(dǎo)電能力。在他們的實(shí)驗(yàn)中先將棉紗浸泡CNTs溶液后烘干，然后采用環(huán)錠紡將CNTs棉粗紗紡成紗線，操作步驟如圖4所示。結(jié)果表明CNTs可以均勻的分布在紗線表面，在拉伸條件下導(dǎo)電性仍然具有一定的穩(wěn)定性。在實(shí)際生產(chǎn)中環(huán)錠紡技術(shù)簡(jiǎn)便高效，并且制得的導(dǎo)電織物具有很好的耐洗性和耐磨損等優(yōu)點(diǎn)，是一種制備CNTs基導(dǎo)電織物的良好選擇。Du等在超聲條件下在無紡布上連接上CNTs，制備出耐水洗的導(dǎo)電織物。當(dāng)一片無紡布在CNTs溶液中受到超聲作用時(shí)，無紡布可以被局部軟化，從而使CNTs焊接在纖維表面，從而得到導(dǎo)電織物。他的實(shí)驗(yàn)中制備的導(dǎo)電織物具有很好的耐洗性，即使在水中劇烈洗滌40小時(shí)后，CNTs仍然吸附在纖維表面上；雖然織物的導(dǎo)電性略有下降，但這只是纖維的損傷而不是CNTs的脫落造成的。

圖4 CNTs/棉紗的制備工藝

CNTs由于具有大的縱橫比、極高的強(qiáng)度和優(yōu)異的導(dǎo)電性能，在導(dǎo)電織物的制備領(lǐng)域中，已經(jīng)成為可以代替金屬材料的選擇之一。雖然基于CNTs的導(dǎo)電織物引起了人們極大的關(guān)注，但是CNTs原料貴，在織物表面覆蓋均勻連續(xù)的CNTs層，多是通過物理吸附在織物表面，因此容易脫落。目前這些問題還是制約著CNTs涂層織物的應(yīng)用。因此，利用CNTs制備導(dǎo)電織物的過程中，將CNTs與織物緊密結(jié)合、優(yōu)化工藝、節(jié)約成本和提高效率是目前最需要解決的問題。

近年來，由于氧化石墨烯(GO)和還原氧化石墨烯(rGO)具有較高的導(dǎo)電性能，已經(jīng)成為導(dǎo)電織物的添加填料之一。在制備環(huán)保的可穿戴導(dǎo)電紡織品領(lǐng)域中，顯示出巨大的應(yīng)用潛力。遲淑麗等將纖維素溶解，然后將GO混入融好的纖維素溶液中，制得GO/纖維素復(fù)合纖維，并且對(duì)GO的量對(duì)復(fù)合纖維的導(dǎo)電性的影響進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：隨著GO量的增加，導(dǎo)電性也不斷增加。Karim等設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)單、高效的方法，通過化學(xué)還原GO得到穩(wěn)定的rGO分散劑，然后利用壓軋烘干，將其負(fù)載到織物表面。該實(shí)驗(yàn)制得的rGO涂層織物具有可耐水洗性、柔韌性和可彎曲性，織物的拉伸強(qiáng)度和應(yīng)變率均有顯著提高。通過壓軋烘干的工藝可以使得導(dǎo)電填料之間的接觸更加緊密，從而提高導(dǎo)電性。Cataldi等通過將織物浸漬到GO和熱塑性聚氨酯分散液中，制備出的導(dǎo)電織物在對(duì)折、拉伸、水洗后導(dǎo)電性能仍然具有一定的穩(wěn)定性。該織物還具有自愈能力，經(jīng)過高溫?zé)釅褐?，織物表面形成的裂縫可以愈合，使導(dǎo)電性能恢復(fù)到原來的水平。Vinisha等采用等離子體預(yù)處理技術(shù)，提高了織物表面的粗糙度和氧官能團(tuán)，從而提高了GO和織物間的附著力，這一創(chuàng)新技術(shù)為導(dǎo)電織物制備提供了很好的方法。

GO和rGO是很有前途的二維材料，雖然以其為填料的導(dǎo)電織物導(dǎo)電性不高，但是具有很好的柔軟性和應(yīng)變敏感性，可以很好的用于可穿戴設(shè)備。但織物與填料之間的附著力差，在使用過程中會(huì)出現(xiàn)斷裂、脫落等情況。所以需要選擇合適的粘結(jié)劑，比如牛血清白蛋白，用來更好的固定石墨烯基填料。

2 導(dǎo)電織物的應(yīng)用

2.1 心電圖監(jiān)測(cè)

隨著生活水平的提高，對(duì)醫(yī)療應(yīng)用設(shè)施要求越來越高，如護(hù)理管理、監(jiān)測(cè)和診斷、外科治療、電療等。將導(dǎo)電織物用于心電圖監(jiān)測(cè)(ECG)是最近的研究熱點(diǎn)之一。ECG是記錄心臟電活動(dòng)的一種簡(jiǎn)單、無創(chuàng)的檢查方法。比如Textronics公司生產(chǎn)了一種運(yùn)動(dòng)文胸，將鍍銀的尼龍與棉覆蓋的萊卡布結(jié)合在一起，這款文胸包含特定區(qū)域的集成針織傳感器，通過身體與織物的壓力可以檢測(cè)心率。由于這是動(dòng)態(tài)的檢測(cè)，在檢測(cè)心血管疾病和血壓的方面具有重要意義。Zhang等將導(dǎo)電織物用于可穿戴心電圖設(shè)備的電極，用于隨時(shí)采集心電圖信號(hào)，可以提醒他人注意心臟病發(fā)作的風(fēng)險(xiǎn)。這種導(dǎo)電織物心電圖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在任何時(shí)間和地點(diǎn)都是可用的，可以盡早準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)和診斷致命性心律失常，對(duì)于有心臟問題的人來說是非常重要的。

2.2 電阻式加熱織物

電阻式加熱織物是一種新興的智能紡織品，主要致力于人體的保暖和熱療。在這種系統(tǒng)中，電壓連到導(dǎo)電織物上，當(dāng)電流通過織物時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生熱量供給人體的需求。電驅(qū)動(dòng)電阻式加熱織物具有加工工藝簡(jiǎn)單、操作可控、功率轉(zhuǎn)換效率高等特點(diǎn)，非常適合達(dá)到預(yù)期的目的。人體中膝蓋、背部等部位都需要保暖，使用這種加熱織物可以有效防止風(fēng)濕的形成?？紤]到實(shí)際應(yīng)用的情況，加熱織物應(yīng)該提供足夠的透氣能力，防止皮膚上的汗水積聚。另外，加熱織物應(yīng)該可以經(jīng)受的住人體的一些機(jī)械行為，比如彎曲、扭轉(zhuǎn)等。Li等利用CNT修飾織物，得到的織物具有良好的柔性、可拉伸性和透氣性，并且可以在各種形變下穩(wěn)定地工作。在不同的條件下，織物升溫范圍可以在28 ℃到68 ℃之間調(diào)節(jié)。

2.3 電磁屏蔽

導(dǎo)電織物由于其導(dǎo)電性能、電磁干擾屏蔽效能、靜電消散性、透氣性和重量輕等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，其中電磁屏蔽是最為成熟的技術(shù)。電磁屏蔽是利用導(dǎo)電材料制成的屏障來限制電磁波進(jìn)入某一空間的過程，是保護(hù)電子電氣設(shè)備以及人體免受電磁輻射的一種非常有效的方法。因此導(dǎo)電織物通常可用于防護(hù)工作服、家用紡織品，以及汽車、建筑和航海領(lǐng)域。比如常用的室內(nèi)屏蔽系統(tǒng)采用的是一種尼龍66非織造布，在特殊工藝下涂上導(dǎo)電銅，該材料具有柔軟、輕巧和透氣的特點(diǎn)，并且在4 MHz至1 GHz的頻率范圍內(nèi)，屏蔽效率可達(dá)40～80 dB。導(dǎo)電織物技術(shù)日趨成熟，在電磁屏蔽領(lǐng)域的應(yīng)用也不斷深入，在保護(hù)人體免受電磁輻射、防止電磁波泄漏等方面將會(huì)有越來越重要的作用。

2.4 傳感器

基于導(dǎo)電織物的應(yīng)變傳感器的響應(yīng)機(jī)理是：當(dāng)織物幾何結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)電填料的接觸點(diǎn)發(fā)生變化，因而電阻隨應(yīng)變的變化而變化。由于織物具有高強(qiáng)度，良好的抗撕裂性，良好的柔韌性等優(yōu)點(diǎn)，因此可以在較大的形變范圍內(nèi)正常工作。目前有許多研究將導(dǎo)電織物應(yīng)用于傳感器。在研究應(yīng)變傳感器織物中必須考慮幾個(gè)關(guān)鍵因素，比如傳感響應(yīng)必須容易測(cè)量、傳感器必須具有較高的敏感性和較大的測(cè)量范圍等。Seyedin等先將PEDOT:PSS與聚氨酯進(jìn)行濕法紡絲，再將得到的纖維編織到織物結(jié)構(gòu)中，制得低電阻、高靈敏度、高穩(wěn)定性和傳感范圍大的應(yīng)變傳感器。該傳感器適用于二維控制裝置和面應(yīng)變檢測(cè)。

2.5 其它應(yīng)用

導(dǎo)電織物不僅具有織物原有的特性，還新增了導(dǎo)電填料的性能，比如電致變色等。電致變色織物在外加電場(chǎng)的作用下，其外觀上可表現(xiàn)出顏色可逆變化，因此在智能服裝、柔性電致變色器等方面都是研究的熱點(diǎn)。常龍威等研究與開發(fā)了聚苯胺電致變色織物，可對(duì)織物的外觀顏色進(jìn)行調(diào)節(jié)。另外在一些智能設(shè)備領(lǐng)域如柔性電子鍵盤、柔性顯示器、柔性電池等，導(dǎo)電織物的應(yīng)用也在不斷的擴(kuò)展，扮演越來越重要的角色。

3 結(jié) 語

由于織物的獨(dú)特特點(diǎn)，如質(zhì)輕、靈活性、耐磨性以及固有的保暖和舒適的特性，使其成為制備柔性設(shè)備的理想載體。導(dǎo)電織物是新一代的智能紡織品，在醫(yī)療、儲(chǔ)能、電磁屏蔽和傳感器等方面展現(xiàn)出巨大的潛力，因此研發(fā)低成本、綜合性能良好的導(dǎo)電織物是必然的發(fā)展趨勢(shì)。根據(jù)不同的導(dǎo)電填料，導(dǎo)電織物可以分為聚合物基導(dǎo)電織物、金屬基導(dǎo)電織物和碳基導(dǎo)電織物。導(dǎo)電織物應(yīng)該具有質(zhì)輕、柔軟、舒適等特點(diǎn)，并且具有良好的導(dǎo)電性。目前需要解決的問題是導(dǎo)電填料在織物表面分布的不均勻、導(dǎo)電性能的耐久性差等缺點(diǎn)。因此需要不斷改進(jìn)方法和工藝，利用超聲波、等離子體等處理方法對(duì)織物進(jìn)行預(yù)處理，可以有效地提高導(dǎo)電填料和織物間的牢度，從而提高導(dǎo)電填料在織物上的均勻性。

研究和開發(fā)導(dǎo)電織物具有重要的學(xué)術(shù)和應(yīng)用價(jià)值，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，導(dǎo)電織物將在更多的不同領(lǐng)域扮演越來越重要的地位。