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型摩擦電蒸發(fā)織物(FETET),其中包括鐵電增強型TENG(FETENG)和定向吸濕芯(DMWF),利用主動摩擦電場極化和被動芯吸耦合效應(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 運動后皮膚溫度下降了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)將大型水團轉(zhuǎn)變?yōu)樾⌒退畧F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,汗液將在兩個親水層中擴散,并無法通過P(VDF-TrFE)或返回至MN。在鐵電增強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。
實驗表明,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,通過人體運動自供電和自感應(yīng)無線監(jiān)視系統(tǒng),可將信號通過芯片和藍牙模塊無線傳輸?shù)绞謾C。