科学家们发明了一种基于高度耐用的导电纱线的可穿戴纺织品加热器。
当施加安全电压时，将导电耐用的纱线缝在织物上，成为可穿戴加热器(黄色和红色表示高温)。图片来源:Pattanarat等, doi: 10.1021 / acsami.1c13329。
在织物中嵌入加热元件的轻便可穿戴加热器可以帮助人们保暖，但之前的尝试导致了无法安全清洗的热硬电线或线。
最近，研究人员用聚(3,4-乙二氧噻吩)和聚(4-苯乙烯磺酸)处理织物和纱线。这种柔软的涂层使材料升温，并在清洗后保持原位。
然而，这种聚合物的导电性不足以使人体加热，而且添加一些化合物使其导电性更强，可能会刺激皮肤。
泰国国立法政大学物理系的Rawat Jaisutti博士和来自泰国和韩国的同事想要改进应用于纱线上的两种聚合物涂层，使其在缝进织物时能以安全的工作电压散发热量。
作为第一步，他们将涂有聚合物的棉纱浸入乙二醇中，乙二醇对人体皮肤没有刺激性。
当他们对材料施加电压时，它就会升温，与之前报道的一些柔性加热器相比，需要更低的电压才能达到较高的温度。
然后，研究人员用清水或洗涤剂反复清洗处理过的纱线。
他们发现，尽管在这两种情况下都有轻微的导电性损失，但损失明显小于没有乙二醇的版本。
最后，他们将多段纱线缝在一块布上，形成一个TU图案。
当加热器连接到一个3伏的电源并连接到一个人的手腕上时，热腕带来回弯曲，热量分布是稳定的。
作者解释说:“由导电纱制成的加热元件显示出良好的温度分布，可以在5 V的低驱动电压下加热到150摄氏度(302华氏度)。”
此外，在反复弯曲应力和2000次拉伸和释放循环下，加热元件表现出稳定的焦耳加热性能。”
他们说:“为了展示它在人体加热系统中的实际应用，我们通过将导电纱线缝在具有简单电路结构的织物上，展示了一种轻便、透气的热腕带。”
“从这些结果来看，我们相信我们获得高导电和耐用纱线的策略可以用于各种应用，包括医疗热疗和个人加热管理系统。”
团队的工作发表在杂志上ACS应用材料与接口．
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Kuntima Pattanarat等．2021.耐洗导电纱与乙二醇处理PEDOT:PSS可穿戴电热器。ACS达成。板牙。接口13 (40): 48053 - 48060;doi: 10.1021 / acsami.1c13329
