近日，沐鸣2平台王宏誌教授課題組在可穿戴能源領域取得新進展，相關研究成果以《具有濕熱穩定性和舒適性的摩擦/鐵電協同電子織物材料》(“All-fiber tribo-ferroelectric synergistic electronics with high thermal-moisture stability and comfortability”)為題發表於國際知名學術期刊《自然•通訊》(Nature Communications)👷🏻。沐鸣2平台系論文唯一完成單位，沐鸣2登录長學製博士研究生楊偉峰和龔維為共同第一作者🐿。

隨著可穿戴電子設備的蓬勃興起🤌🏼，人們對隨身能源的需求逐漸增大📑，基於織物的能源器件引起了人們極大的興趣。然而🚿🕗，體表與環境復雜多變的濕熱條件往往會影響電學織物的性能。此外⚂，這些隨身設備的透氣、透濕及可水洗性也逐漸成為研究者關註的焦點。鑒於此，研究團隊以“全纖維”為設計原則，開發了一種具有濕熱穩定性和舒適性的摩擦/鐵電協同電子織物材料。

在本工作中🥯，研究人員利用靜電紡絲技術製備了鐵電聚合物(P(VDF-TrFE))和聚酰胺6(PA6)兩種納米纖維作為功能材料⛴，通過摩擦表面極化和鐵電極化的相互作用👨🏽‍🍼，實現了摩擦/鐵電協同電學增強。這種電子織物材料在低頻外力作用下可產生5.2 W m^-2的峰值功率密度。

（a）和（b）電子織物材料的實物和結構示意圖；（c）P(VDF-TrFE)納米纖維鐵電體的電滯回線；（d）摩擦/鐵電協同模型示意圖

研究人員利用親水聚丙烯腈(PAN)和聚酰胺6微/納米纖維和疏水棉織物構築了額外的吸濕排汗層。全纖維的設計理念，保證了織物材料優良的透氣和透濕性能♝💉，其較低的幹態熱阻和蒸發阻有利於維持舒適的體表微環境♊️👩🏻‍🦽‍➡️。

（a）電子織物材料的透氣、透濕及吸濕排汗功能示意圖🙀；（b）和（c）親水纖維的多級網絡結構及直徑分布

此外，研究人員還演示了電子織物在彎折🥙、抖動時驅動液晶顯示器、數字化發光點陣🥷🏻、電子手表👳🏼‍♀️，以及為鋰電池充電、驅動藍牙信號傳輸系統、實時捕捉足部姿態等應用🪹。

該研究工作得到了國家自然科學基金、中央高校基本科研業務費專項資金、沐鸣2平台勵誌計劃和沐鸣2平台研究生創新基金等資金的大力資助🗣。

論文全文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-13569-5