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具有辐射制冷功能的聚酰胺防水透湿纤维膜的制备及性能研究
赵 景1 ,赵振鸿1 ,冯 其1 ,吴彦城1 ,甘 锋1 ,黄 钢1 ,王先锋1,2*
随着科技的进步,兼具防水透湿与辐射制冷功能的膜材料在高温高湿环境下的人体防护领域展现出巨大的应用潜力。采用醇溶性聚酰胺6和含氟疏水剂为原料,通过一步静电纺丝技术成功制备了具有优异防护性能和热管理性能的微纳米纤维膜。研究了疏水剂浓度对纤维膜的微观结构、表面化学、防水性、透湿性以及辐射制冷性能的影响。在疏水剂浓度为35 wt%时,所制备的纤维膜耐静水压为32.1 kPa,透湿通量高达11.14 kg m-2 d-1,同时,该纤维膜具有91.4%的太阳光平均反射率和在“大气窗口”波段高达91.98%的平均发射率,能够在阳光直射条件下实现环境温度降低 8~11 ℃,可显著提升工作者的安全性和舒适性。不仅为多功能纤维材料的制备提供了新方法,也为高温高湿环境下人体防护材料的研发与应用提供了重要参考。
多巴胺改性丝胶蛋白粘合剂的制备及性能
李奕潇1 ,李智鹏1 ,吴子微1 ,王昊宇1 ,卢神州1,2 ,邢铁玲
开发具有强大水下粘附性并具有抗菌性能的粘合剂是一个挑战。通过多巴胺(DA)氧化自聚合对丝胶蛋白分子链进行湿粘附改性,并通过单宁酸(TA)对改性的蛋白分子链进行交联,制备了TA-DA/Ser粘合剂。测试结果表明:粘合剂在宏观上表现出粘弹性固态,能够提供较好的机械强度。在溶液中对丝胶蛋白成功改性,且氢键是单宁酸与改性丝胶蛋白交联的主要驱动力。粘合剂对猪皮组织的粘附强度最高达到86.22 kPa,对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)的清除率高达91.62%,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为98.93%和98.17%。细胞毒性和伤口愈合实验表明,粘合剂达到细胞毒性二级标准,且对SD大鼠的伤口愈合起到促进作用。TA-DA/Ser粘合剂在无缝合伤口闭合和组织粘附中具有应用潜力。
基于低共熔体系的纳米复合凝胶的制备及其在柔性传感中的应用
杨光雨露,刘 晴,许 波,袁久刚* ,徐 进,王 平
针对目前凝胶基传感器抗冻性能差、粘附力弱等问题,以纳米氧化铝(Al2O3 NPs)为无机交联剂,丙烯酸(AA),甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA),甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱(SBMA)为单体,水与氯化胆碱和尿素组成的低共熔溶剂(DES)的混合体系作为分散相,制备了具有高拉伸性(>800%),优异透明性(>80%),良好导电性(>0.19 S/m),同时兼具自粘附与抗冻性能的纳米复合凝胶(NC-DES gels)。研究结果表明:制备的NC-DES gels不仅可以牢固黏附于皮肤、玻璃以及塑料等各种物质表面,而且能够随皮肤一起产生形变而不出现界面分离,同时通过电阻的变化对人体不同行为进行快速、重复、稳定地监测。基于NC-DES gels制备的柔性传感器表现出高应变灵敏度、宽应变检测范围以及良好的稳定性,在人机交互、健康监护以及运动监测等领域有广阔的应用前景。
柔性交流电致发光可穿戴纺织品的研究进展
王 珣,林玉婷,郑新蕊,胡 毅*
电致发光(Electroluminescence, EL)技术因其在照明、显示及传感等多个领域的广泛应用,已引起了众多研究者的高度关注。随着可穿戴电子设备市场的迅速扩张,探索新型材料并开发低成本、高生产效率的方法,实现高性能电致发光器件已成为当前研究的重要热点。结合近年来柔性可穿戴交流电致发光器件在光照显示、发光预警、时装等领域的前沿研究,对发光器件的结构设计、制作工艺及性能提升进行了系统性的分类综述与深入分析。同时,也对柔性交流电致发光器件未来的发展方向进行了展望。
步态识别智能护膝的制备及其在关节康复训练中的应用
卢 妍1 ,李 哲1 ,刘英存1 ,夏 敏1 ,李 杰2 ,方 剑1*
随着智能可穿戴产品不断涌现,兼顾舒适性与智能性的服装越来越受消费者喜爱。智能传感设备与服装相结合,可以极大地发挥智能性、舒适性和质轻性等特点,从而广泛应用于人体监测、医疗康复及运动竞技等领域。将锦纶、导电银纱线和氨纶进行编织,制备了一种弹性电容型纱线应变传感器,并将其成功集成到运动护膝中。通过合理布局传感器区域,确保传感器准确地感知人体运动,实现了具有高灵敏度和稳定性的多区域应变传感智能护膝的设计与制备。收集人体异常步态运动数据,采用高效的运动特征提取和机器学习算法对数据进行分析与识别,最终成功构建了智能关节损伤康复辅助训练系统,为康复训练领域带来了新的发展机遇。
芋突结构织物制备及其服用性能研究
许多1,2,陈泽1,刘可帅1,方剑2,徐卫林1
受芋头结构启发,针对传统织物呈二维平面结构,难以大量负载功能材料的问题,通过对其进行热湿定型处理形成不同尺寸的多维“芋突结构织物”,并与未处理的二维结构织物进行表观结构和服用性能比较。进一步采用超声缝合方式将具有保暖特性的功能材料封装至多维芋突结构织物的内部空间中,制备负载大量保暖功能材料的“芋突包埋织物”,并对其保暖性能进行测试。结果表明:经热湿定型处理后多维芋突结构织物具有良好的保型性,在力学性能基本保持不变的前提下,透气性和透湿性提高,手感风格有所改变;所制备的芋突包埋织物的保暖材料负载体积可达到1260 cm3/m2,相较未处理的二维织物保暖性能显著提升。
基于改进PSO算法的织机车间柔性作业调度方法研究
操 宇ab,江 维ab*,聂骏杰b ,陈 振ab,李红军b
大型织机车间作业调度问题是一种典型的生产计划与调度问题,是车间调度问题的一种特殊形式,具有较高的复杂性。它涉及到如何合理分配和安排多个织机对不同生产任务进行加工,从而在满足多种约束条件的情况下优化某些目标。基于此,提出了一种自适应多目标混合粒子群优化算法(Adaptive Multi-Objective Hybrid Particle Swarm Optimization, AMOHPSO),针对算法易陷入局部最优解的缺陷,融合了遗传算法(Genetic Algorithm, GA)的交叉和变异操作,从而增强了算法的性能和优化能力。针对收敛慢的问题,结合了混合局部搜索和全局搜索,使PSO(Particle Swarm Optimization, PSO)既能快速探索全局空间,也能在后期精细搜索局部空间。针对处理多目标调度问题,采用MOPSO的框架,改进PSO的适应度计算方式,使其能够生成多个不同目标的Pareto前沿解。改进的PSO算法求得全局最优解为0.0501,相较于遗传算法寻优精度提高了18.2%,与粒子群算法相比较,寻优精度也提高了10%;实验结果表明:所提出的改进算法在求解柔性作业车间调度问题时,具有较高的求解精度和较快的收敛速度。
基于磁力传动的筒子架经纱张力控制系统
张伟杰,宋志峰* ,林富生
为了解决大型三维纺织设备在织造超宽超厚织物时由于经纱数量卷曲负载太大、松弛经纱无法主动回卷,单根经纱张力难于控制等问题,设计了一种基于磁力传动的筒子架经纱张力控制系统。该张力控制系统包括磁力传动机构、带传动机构和纱线检测机构。首先对机构设计进行详述,通过Ansys分析验证机械结构的稳定性,最后通过实验验证了其可行性。实验结果表明:经纱的最大下垂量减小了4~5 cm,织物的开口清晰率提升了23%,打纬一次产生的断纱数量降低。因此其织物的表面质量也显著提升,表面的疵点减小。极大地提高了织造的效率。