智能紡織品是人工智能時代的研究焦點(diǎn)，也是智能可穿電子器件的終極目標(biāo)。但在戶外有限的條件下，實現(xiàn)“動可傳感，穿可舒適，觸可防護(hù)”的智能紡織品還面臨巨大挑戰(zhàn)。
為解決上述問題，課題組以仿生鱗片結(jié)構(gòu)為啟發(fā)，通過針織全成形（3d-knitting）編織技術(shù)，織造了兼具智能性（能量采集和傳感）與功能性（拒水和物理保護(hù)）的三維仿生鱗片針織結(jié)構(gòu)摩擦納米發(fā)電機(jī)（BSK-TENG）。利用BSK-TENG作為自供電、可穿戴的人機(jī)交互傳感設(shè)備，設(shè)計并制造了一種具有無線信號傳輸功能的多功能智能個人戶外救援系統(tǒng)。通過手指觸摸，可輕松實現(xiàn)一鍵呼救。此外，仿生鱗片針織結(jié)構(gòu)材料在彎曲過程中表現(xiàn)出的各向異性，可為人體關(guān)節(jié)提供支撐保護(hù)的同時，保持織物固有的良好性能，如柔性及穿著舒適性，可滿足保護(hù)性和靈活性
的矛盾要求，這對智能戶外服裝的應(yīng)用至關(guān)重要。這項研究表明，兼具智能性和功能性的BSK-TENG在多功能智能紡織品、智能結(jié)構(gòu)材料、及智能防護(hù)材料等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
該工作近日以“Industrial production of
bionic scales knitting fabric-based triboelectric nanogenerator for outdoor
rescue and human protection”為論文標(biāo)題在線發(fā)表在《Nano Energy》期刊（IF=17.881）。課題組博士研究生牛麗為論文第一作者；江南大學(xué)針織中心馬丕波教授、蔣高明教授與陳超余副研究員為論文共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金(11972172)、省部共建紡織新材料與先進(jìn)加工技術(shù)國家重點(diǎn)實驗室開放課題（FZ2021013）資助。
論文鏈接為：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.107168。
圖1 BSK-TENG結(jié)構(gòu)設(shè)計及制備
圖2 BSK-TENG作為自供能傳感器用于無線信號傳輸?shù)膫€人戶外救援系統(tǒng)應(yīng)用