AdvancedMaterials：液晶復合纖維制備可穿戴傳感器的研究

　　近日，江南大學紡織服裝學院付少海團隊在國際權威期刊Advanced Materials上發表了題為“Responsive Liquid-Crystal-Clad Fibers for Advanced Textiles and Wearable Sensors”的學術論文（Advanced Materials，2019，21.95）。論文將纖維通過液晶微膠囊分散體、聚合物溶液制備了對外界刺激具有響應性的液晶復合纖維，其中纖維提供力學強度，液晶小分子作為響應性涂層，高聚物對涂層起穩定作用。與以往液晶芯纖維相比，該技術制備響應性液晶復合纖維方法簡便，可控程度更高，對于制備新型的可穿戴柔性智能顯示材料具有重要的啟發意義。

　　液晶具有響應速度快，在智能顯示、變色等方面具有非常好的應用前景。然而，由于液晶具有流動性，常被灌注在液晶盒子中應用于電視、電腦、手機和平板等電子器件中，極大的限制了液晶在可穿戴柔性智能顯示材料領域的應用。過去研究者利用靜電紡絲或噴繪等技術制備以液晶為芯材的響應性纖維，該技術局限性是所得液晶芯直徑往往不超過10mm，力學強度差，響應效果不理想，且這類纖維十分脆弱而無法編織。

　　付少海教授團隊提出一種簡便制備具有復雜結構的響應性纖維的方法，通過液晶微膠囊化、控制溶劑蒸發速度，聚合物經過固化和相分離等過程，將液晶材料包封在纖維表面。該方法對于現有商用纖維具有普適性，操作簡便，能耗低，可連續生產。將該響應性纖維進行編織可得到一系列可穿戴傳感器，實現自動檢測皮膚異常的溫度變化，以盡早發現某些疾病。

　　該論文第一作者江南大學紡織服裝學院2015級博士生關玉，通信作者為付少海教授和美國肯特州立大學的John L.West教授。該研究得到了高等學校學科創新引智計劃（17021），國家留學基金委（201806790047）和輕工技術與工程一流學科(LITE2018-21)的支持。

圖1 a）響應性液晶纖維的制備工藝；b）響應性液晶纖維的SEM圖；c)響應液晶纖維橫截面示意圖；d）響應性液晶纖維與靜電紡絲纖維的形貌對比圖

圖2 響應性液晶纖維編織而成的織物，其顏色隨溫度和觀察角度發生變化