科普丨石墨烯如何在纺织领域“大显身手”

2023-04-28 来源：微信公众号煜和作者：admin 点击：...次

石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。随着石墨烯材料的研发与应用的快速发展，石墨烯功能面料的身影也出现在市场中，为传感、储能、可穿戴智慧纺织品的开发提供了理想的材料基础。

那么石墨烯是如何在纺织领域“大显身手”，有哪些功能特性呢？

低温远红外性能

与生物质石墨烯复合后的内暖纤维，强化了粘胶纤维固有的吸湿性、透气性，织品光洁柔软，手感滑爽，不宜褪色的性能；同时，体现生物质石墨烯的功效，明显的是增强了体温远红外功效，即在20—35℃低温状态下，对6—14μm波长远红外光吸收率达88%以上。

抗菌抑菌性能

各类细菌黏附于石墨烯棉丝织物上，石墨烯通过尖锐的边界切割细胞膜，接着超氧离子介导氧化应激，最终导致细菌死亡。同时石墨烯不仅通过接触切割作用对细菌细胞膜进行破坏，还通过大规模直接抽提细胞膜上的磷脂分子，以破坏细胞膜并杀死细菌。石墨烯与细菌作用时表现出优异的抗菌性能，与细胞或生物体作用时只表现出微弱的细胞毒性，说明石墨烯是一种既具有抗菌性又具有良好生物相容性的纳米材料，在生物医用纺织品方面具有很好的应用潜力。

防静电防电磁性能

石墨烯的电导率为1×10⁶S/m，是良好的导电材料，石墨烯具有很高的电子迁移率，石墨烯平面内的电子迁移率可达1.5×10⁵cm/(V·s)。所以，将石墨烯添加到纤维内部，会提高纤维材料的防静电性能。石墨烯的加入可降低纤维表面电阻率，将产生的静电荷迅速泄露，同时赋予材料表明一定的润滑性，降低摩擦因数，从而抑制和减少静电荷的产生。

抗洗涤、吸湿导湿性能

石墨烯是由碳六元环组成的两维周期蜂窝状点阵结构，它可以翘曲成零维的富勒烯，卷成一维的碳纳米管或者堆垛成三维的石墨。由于其具有二维空间，所以吸水能力特别强。同时，通过将生物质石墨烯添加到母粒中从而达到强大效果，所以能够做到长时间穿着和多次洗涤后，性能依然不会发生衰减。

了解石墨烯面料的诸多优异功能特性后，不难理解为什么石墨烯面料制成的纺织品既有远红外保暖特性，又抗菌抗皱抗静电，同时还韧性十足不易损坏。近年来，石墨烯在纺织领域的应用日益广泛，石墨烯制备高性能纺织纤维、导电织物、亲肤织物、智能纺织品等逐渐成为研究热点和重要课题。

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