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      阻燃、導(dǎo)電、抗紫外線的多功能纖維素織物有望用于下一代可穿戴柔性傳感器，因此迫切需要開(kāi)發(fā)新型涂層系統(tǒng)，改善纖維素織物的自然性能，賦予其更多的功能性。本研究通過(guò)一盆浸漬法在棉花/萊賽爾纖維混紡織物(C/L)上構(gòu)建了由碳化鈦(Ti₃C₂T_x MXene)、沸石型咪唑鹽骨架-8 (ZIF-8)和磷腈氯三聚體(PPZ)組成的二維-三維異型結(jié)構(gòu)多功能涂層。簡(jiǎn)而言之，ZIF-8包封系統(tǒng)是在C/L通過(guò)氫鍵與MXene結(jié)合后在MXene上原位生長(zhǎng)的。得到的最優(yōu)樣品為MXene@ZIF-8@PPZ-C/L，具有阻燃性、人體運(yùn)動(dòng)檢測(cè)和抗紫外線性。與未處理的C/L相比，MXene@ZIF-8@PPZ-C/L的極限氧指數(shù)值高達(dá)30.8%，峰值放熱率和總放熱值分別降低了65.7%和15.8%。而導(dǎo)電率為26 26.8 s/m的MXene@ZIF-8@PPZ-C/L則能夠穩(wěn)定連續(xù)地感知人體運(yùn)動(dòng)。此外，MXene@ZIF-8@PPZ-C/L也表現(xiàn)出較高的紫外線防護(hù)系數(shù)。總之，本研究為新一代多功能柔性可穿戴智能面料的制備提供了一種簡(jiǎn)單的方法。

 
圖1. MXene@ZIF-8@PPZ-C/L的制備。

 
圖2. 未處理和處理織物的FTIR光譜，以及相關(guān)的SEM圖片。

 
圖3. 未處理和處理織物的TG (a)和DTG曲線(b)。

 
圖4. 垂直燃燒試驗(yàn)中未處理(a, a1)和處理(a, a2)織物的數(shù)碼照片;未處理和處理織物的LOI值(b)。

 
圖5. 未處理和處理織物的HRR (a)、THR (b)、Mass (c)、SPR (d)、TSP (e)和COP (f)曲線。

 
圖6. 未處理和處理織物在特定波數(shù)下的吸收強(qiáng)度。

 
圖7錐熱試驗(yàn)前后C/L (a)和MXene@ZIF-8@PPZ-C/L (b)的數(shù)字照片;燃燒后C/L (C, c1)和MXene@ZIF- 8@PPZ-C/L (C, c2)的SEM圖像;MXene@ZIF-8@PPZ-C/L: P2p (d)， Ti2p (e)和Zn2p (f)的殘留物的高分辨率XPS光譜。

 
圖8。MXene@ZIF-8@PPZ-C/L可能的阻燃機(jī)制。

 
圖9 所有經(jīng)處理織物的導(dǎo)電性(a);不同彎曲角度下的電阻變化曲線(b);0 ~ 90°重復(fù)彎曲時(shí)的阻力變化(c);重復(fù)握拳的阻力變化(d);MXene@ZIF-8@PPZ-C/L (e)可能的體感機(jī)制。

 
圖10。本研究與近期文獻(xiàn)UPF值的比較(a);MXene@ZIF-8@PPZ-C/L可能的抗紫外線機(jī)制(b)。
 
      相關(guān)科研成果天津工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院Xiaohui Liu等人于2023年發(fā)表在Chemical Engineering Journal（https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.145859）上。原文：Multifunctional 2D-3D heterogeneous MXene@ZIF-8 coated cotton/lyocell blended fabrics for fire protection, motion detection and UV-resistance。
      原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.145859

轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號(hào)