主 编：王栋
主管单位：湖北省教育厅
主办单位：武汉纺织大学
纺织纤维及制品教育部重点实验室
出版单位：《纺织工程学报》编辑部
出版刊期：双月刊
国内刊号：CN42-1935/TS
国际刊号：2097-2911
邮发刊号：38-255
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负载Fe3O4纳米颗粒的碳纳米纤维薄膜制备及其电磁屏蔽性能
韩金辰1 ，闫建华
随着电子器件的快速发展，电磁辐射和污染问题日益严重，碳纳米纤维（CNFs）因其轻质、导电及具有多孔结构等优势在电磁干扰（EMI）屏蔽领域备受关注，但纯CNFs石墨化程度低、导电性有限，制约了其屏蔽效能。针对这一问题，通过静电纺丝技术结合高温碳化工艺，制备了负载不同质量分数（0~7.5%）Fe3O4纳米颗粒的复合碳纳米纤维薄膜（Fe3O4@CNFs），系统研究了Fe3O4含量对纤维形貌、石墨化程度、磁性能及电磁屏蔽性能的影响。结果表明：Fe3O4的引入有效提升了碳纳米纤维的石墨化程度（ID/IG由未添加时的1.278降至添加7.5 wt.% Fe3O4时的0.945 3），并赋予材料显著的铁磁性（饱和磁化强度最高55.95 emu/g），所制备的复合纤维还表现出优异的电磁屏蔽效能，波导法测试中（3 mm厚纤维膜），7.5 wt.% Fe3O4@CNFs在X波段（8.2~12.4 GHz）的平均屏蔽效能高达93.286dB，屏蔽效率大于99.999%。机理分析表明：屏蔽以吸收损耗为主，Fe3O4通过增强碳纤维导电性从而增强了材料的介电损耗，并且Fe3O4的存在还提升了纤维膜的磁损耗，最终显著提升了总屏蔽效能，为轻质、高效电磁屏蔽复合材料的设计提供了新策略。
弯曲结构PVDF纳米纤维膜的构筑及其自驱动压电传感应用
张文馨，王黎明
聚偏氟乙烯（PVDF）因其优异的β相压电性能与良好的可加工性，在柔性可穿戴电子与自供电传感器件领域备受关注。但常规静电纺丝PVDF纳米纤维膜内部应力分布均匀，在低载荷条件下压电响应有限。为此，提出了一种溶剂后处理诱导PVDF纳米纤维原位弯曲的结构调控策略。PVDF纳米纤维膜经丙酮（ACE）后处理，在玻璃化转变温度以下产生可控塑性变形，构建半径为2~4 μm的周期性弯曲结构，并通过快速溶剂挥发实现曲率的固定。弯曲结构在外界机械刺激下产生显著的局部应力集中效应，使曲率最大处应力提升至平直纳米纤维的3~4倍，从而有效放大β相偶极矩取向变化与压电响应。基于该弯曲PVDF纳米纤维膜构筑的压电纳米发电机在低频人体运动下表现出优异的传感灵敏度和循环耐久性。该方法无需引入无机填料或高温处理，工艺简单、可规模化实施，为高性能柔性压电材料与自驱动传感器的设计提供了新的结构调控思路。
防紫外线织物的制备及其应用研究进展
马骁风1 ，周佳男1 ，陈冠憬1 ，刘豪2 ，袁佳1,2*
长期暴露于紫外线辐射不仅会导致皮肤光老化、晒伤乃至诱发皮肤癌，还可能引起眼部病变及免疫功能紊乱等健康问题，因此市场对高效、便捷的防紫外线产品的需求日益增长。相较于防晒霜等传统防护方式在时效性、便捷性及使用依从性等存在局限，防紫外线织物能提供全天候、被动式、长效的物理防护屏障，具有更广阔的应用前景。然而，织物的防护性能受纤维种类、织物结构、颜色以及功能整理工艺等多种因素共同影响，如何在确保高防护性能的同时兼顾服用舒适性、耐久性及环境友好性，是该领域研究热点。文章阐述了近二十年来防紫外线织物的防护机理、制备技术及性能评价，总结了其在户外服装及职业防护等领域的应用，指出了当前面临的主要挑战，并对其未来发展趋势进行了展望。
原子层沉积驱动的功能纤维研究进展
陈家巍，汪敬文，赵世超，覃勇*
功能纤维在可穿戴防护、热调控与智能传感等领域具有重要应用，但其表面惰性、高曲率几何及织物多孔结构导致传统溶液法涂层均匀性差、界面附着力弱、长期服役稳定性不足。原子层沉积（ALD）凭借自限性表面反应与亚纳米级厚度控制，可在纤维及织物表面实现保形、无针孔的功能层构筑，为解决上述瓶颈提供了新范式。系统综述了ALD驱动的功能纤维研究进展。首先，从纤维基材的分子结构与表面化学出发，阐明其对ALD成核、界面黏附及涂层连续性的影响规律；其次，总结表面功能型、同轴器件型及阵列互连型纤维结构的设计策略；再次，重点讨论ALD在抗菌、紫外屏蔽、润湿自清洁及多物理场传感等典型应用中的界面工程原理与性能优势。最后，指出当前ALD在纤维领域面临的核心挑战：低温沉积窗口窄、复杂织物均匀包覆难、刚性涂层与柔性基材力学匹配不足。展望了空间ALD、卷对卷工艺、多尺度仿真及全织物系统集成等未来方向，为功能纤维的理性设计与工程化开发提供借鉴。
摘要（
PDF负载Fe3O4纳米颗粒的碳纳米纤维薄膜制备及其电磁屏蔽性能
韩金辰1 ，闫建华
随着电子器件的快速发展，电磁辐射和污染问题日益严重，碳纳米纤维（CNFs）因其轻质、导电及具有多孔结构等优势在电磁干扰（EMI）屏蔽领域备受关注，但纯CNFs石墨化程度低、导电性有限，制约了其屏蔽效能。针对这一问题，通过静电纺丝技术结合高温碳化工艺，制备了负载不同质量分数（0~7.5%）Fe3O4纳米颗粒的复合碳纳米纤维薄膜（Fe3O4@CNFs），系统研究了Fe3O4含量对纤维形貌、石墨化程度、磁性能及电磁屏蔽性能的影响。结果表明：Fe3O4的引入有效提升了碳纳米纤维的石墨化程度（ID/IG由未添加时的1.278降至添加7.5 wt.% Fe3O4时的0.945 3），并赋予材料显著的铁磁性（饱和磁化强度最高55.95 emu/g），所制备的复合纤维还表现出优异的电磁屏蔽效能，波导法测试中（3 mm厚纤维膜），7.5 wt.% Fe3O4@CNFs在X波段（8.2~12.4 GHz）的平均屏蔽效能高达93.286dB，屏蔽效率大于99.999%。机理分析表明：屏蔽以吸收损耗为主，Fe3O4通过增强碳纤维导电性从而增强了材料的介电损耗，并且Fe3O4的存在还提升了纤维膜的磁损耗，最终显著提升了总屏蔽效能，为轻质、高效电磁屏蔽复合材料的设计提供了新策略。
静电纺聚丙烯腈纳米纤维膜的压电性能
刘瑞青，吴倩，余灵婕*
聚丙烯腈（PAN）是一种具有优异压电性能的新型压电聚合物，为了提高PAN基柔性压电传感器的压电性能，通过静电纺丝法制备PAN纳米纤维膜并进一步制备PAN基压电传感器。研究了纺丝液的质量分数、静电纺丝时的电压以及滚筒转速对PAN纳米纤维膜形貌和压电性能的影响。研究结果表明：当纺丝液质量分数为10 %，滚筒转速为300 r/min，纺丝电压为20 kV时，制备出的PAN纳米纤维膜的压电性能最佳，压电输出值达1 187 mV，是同测试装置下PVDF纳米纤维膜输出电压值的2倍。
织物基UHF RFID转能器的激光诱导制备及其性能
高晶晶1 ，高春燕2a ，岳程飞2 ，张如全2*
超高频射频识别（RFID）技术是一种低成本的物联网识别技术，由于其远距离识别、多标签读取优势在各行各业中已得到普遍应用。然而，传统硬质基底的RFID转能器与柔性织物兼容性欠佳，针对这一技术瓶颈，本研究采用激光诱导石墨烯进行RFID转能器的设计和制造，并提出性能优化策略。首先通过化学亚胺化法在室温下合成可溶性PI，避免高温工艺对织物的损伤，制备织物基PI薄膜并经激光加工获得LIG导电层。其次设计了T型和环形两种偶极子转能器，并与NXP U9芯片匹配良好，实验结果表明：两种转能器在谐振频率处的S11参数分别达到-18.2 dB和-20.2 dB，阻抗带宽分别为28 MHz和24 MHz。研究成果满足可穿戴设备需求，为柔性RFID转能器的规模化制备提供创新方案，具有重要的应用价值。
PLA基光热纳米纤维织物的制备及其光热性能
王雨情，雒智勇，黄鸿周，闫旭*
为应对微塑料污染并开发新型海水淡化材料，研究以聚乳酸（PLA）为基体材料，通过共轭静电纺丝技术制备光热微纳米纤维纱线。在此基础上制备了炭黑质量分数分别0.8%、1.0%和1.2%的PLA微纳米纤维纱线，并编织成经纬密为7×12的2 cm×4 cm的PLA光热微纳米织物。通过扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪、水接触角测试等表征手段，对所制备纱线和织物的微观结构与性能进行全面分析。结果表明，炭黑质量分数在0.8%~1.0%区间对性能提升效果显著，超过1.0%后边际效益递减。所制备的1.2%炭黑织物在模拟太阳光下可实现66.4 ℃的温升、1.925 kg· m-2· h-1的蒸发速率和95.24%的光热转换效率，证实其具有高效光热转化特性。该研究为开发环境友好型海水淡化材料提供了新的技术方案，同时拓展了可降解材料在功能性纺织品领域的应用潜力。
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