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纳米技术将棉纤维转化为现代奇迹

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马克Vorreuter /文件照片马西娅席尔瓦达平托,博士后研究员,工作在生长金属有机框架上棉花样品创建一个过滤系统能够捕获有毒气体,胡安Hinestroza看起来。

Juan Hinestroza和他的学生生活在一个柔软的纳米世界,在那里他们制造能够杀死细菌,传导电能,防止疟疾,捕捉有害气体,并将晶体管织入衬衫和衣服的衣服。科内尔纺织纳米技术实验室主任纤维科学副教授Hinestroza说:“棉花是最迷人和误解的材料之一。 “在一个纳米级的世界 - 这是我们的世界 - 我们可以一次控制一个原子的纤维素基材料。”

Hinestroza集团已经将棉花纤维转变成电子元件,如晶体管和热敏电阻,所以不需要增加电子元件织物,他把织物转换成电子元件。

Hinestroza说:“使用棉纤维制造晶体管和其他元件为电子和纺织品的无缝集成带来了新的视角,从而创造出独特的可穿戴电子设备。

Hinestroza和他的学生充分利用了棉花不规则的地形,添加了金纳米颗粒的保形涂层,以及半导体和导电聚合物,以定制天然棉纤维的行为。 Hinestroza说:“纤维层很薄,以至于棉纤维的弹性始终保持不变,”从内衣,睡衣,牙刷,轮胎,鞋子,汽车座椅,空气过滤系统甚至是你的衣服到处都是纤维。 “

修道院利布曼'10创建了一个使用导电棉线能够给iPhone充电的衣服。凭借超薄太阳能电池板装饰和USB充电器夹在腰部,西南风的服装捕捉到足够的阳光充电手机和其他手持设备 - 允许穿着者保持插入。

该技术可以嵌入衬衫测量心率或分析汗水,缝制成枕头监测大脑信号或应用于具有加热和冷却功能的交互式纺织品。

Hinestroza说:“以前的技术已经实现了类似的功能,但是这些纤维变得僵硬或沉重,不像我们的纱线那样对织物,缝纫和编织等进一步加工更加友好。

合成纳米颗粒并将它们附着在棉花上不仅可以在纤维表面产生颜色,而且不需要使用染料,但新表面可以有效地杀死99.9%的细菌,这有助于预防感冒,流感和其他疾病。

Hinestroza的两名学生创造了一个内嵌杀虫剂的连帽紧身连衣裤 - 使用金属有机框架分子或MOFs抵御疟疾蚊子。疟疾每年在非洲造成60多万人死亡。虽然杀虫剂处理过的蚊帐在非洲家庭中很常见,但抗疟疾服装可以在白天佩戴,以提供额外的保护,不会像皮肤驱虫剂一样消散。

其他学生已经使用MOF创建了一个能够有选择地捕获有毒气体的面罩和引擎盖。可以在纳米级别上操作MOFs,这些MOFs是纳米级别的结晶化合物,可以制造与它们试图捕获的气体尺寸完全相同的纳米级笼子。

“我们想要利用这些分子的力量吸收气体,并将这些MOFs纳入纤维,这使我们能够制造出非常有效的过滤系统”,他解释说。

Hinestroza总是寻找新的方式,聘请棉花作为创造无限的现代用途的画布。他说:“我们希望将传统的天然纤维转化为真正的多功能工程材料,并且可以根据需求进行定制。 “我们是化学家,我们是材料科学家,我们想要创造能够执行许多功能的材料,但是它仍然是灵活的,就像一件T恤或一条旧牛仔裤一样舒适。”

来源:康奈尔大学

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