Grafen ma wiele ciekawych zastosowań w przemyśle tekstylnym. Niektóre przykłady obejmują tekstylia podgrzewane elektrycznie, ultralekki kamuflaż i nadające się do noszenia czujniki naprężenia lub ciśnienia do cyfrowego monitorowania stanu zdrowia.
Właściwości przewodzące tkaniny poprawiono poprzez modyfikację wstępnie alkalizowanej powierzchni, a następnie unieruchomienie warstwa po warstwie hiperrozgałęzionym dendrymerem poliamidoaminowym i obróbkę redukcyjną w celu utworzenia nanocząstek zredukowanego tlenku grafenu (rGO).
Przewodność
Dzianina grafenowa to tkanina zapewniająca przewodność elektryczną. Można go wykorzystać do produkcji odzieży przewodzącej, która może pomóc w skróceniu czasu potrzebnego na rozgrzewkę przed treningiem lub zwiększeniu wydajności mięśni. Ponadto materiał ten można wykorzystać do produkcji odzieży sportowej, która jest zarówno wygodna, jak i oddychająca. Można go nawet stosować w celu zapobiegania urazom poprzez kierowanie ciepła ciała do zimnych obszarów ciała.
Opracowano kilka metod przygotowania tekstyliów przewodzących prąd elektryczny, w tym przędzenie ze stopu nanowłókien przewodzących i elektrochemiczne domieszkowanie grafenu na nośnikach tekstylnych. Jednakże metody te wymagają wysokiej temperatury i warunków chemicznych, które mogą odkształcić lub rozłożyć włókna tekstylne.
W niniejszym badaniu tekstylia poliestrowe zanurzono w dyspersji GO i pokryto warstwą tlenku grafenu. Następnie tkaniny domieszkowano nanocząsteczkami żelaza o zerowej wartościowości. Powstałe tkaniny są przewodzące i posiadają wykończenie antystatyczne i antyultrafioletowe chroniące przed promieniowaniem dalekiej podczerwieni.
Izolacja
Grafen ma doskonałe właściwości izolacyjne, które można wykorzystać na wiele sposobów. Oprócz właściwości przewodzących ma również właściwości antystatyczne i odporne na promieniowanie UV. Można go łączyć z włóknami naturalnymi, tworząc bezszwowy produkt dzianinowy, który doda zarówno stylu, jak i funkcjonalności. Tekstylia wzmocnione grafenem są już wykorzystywane do produkcji odzieży i innych produktów. Stosuje się je również w tekstyliach przemysłowych, takich jak tkaniny wrażliwe na nacisk i oddychające, przeznaczone do cyfrowej opieki zdrowotnej.
Zaproponowano kilka metod szczepienia grafenu na tekstyliach, w tym wyżarzanie termiczne i redukcja chemiczna. Metody te wymagają jednak wysokiej temperatury i mogą spowodować rozkład materiału tekstylnego. Bardziej skuteczną metodą jest rozproszenie płatków GO i następnie zanurzenie tkaniny w roztworze. Dzięki temu GO może związać się z tkaniną bez rozkładu.
Powierzchnię bawełnianego GWF zmodyfikowano chitozanem i chlorkiem heksadecylopirydyniowym (HDPC), co zwiększa wchłanianie arkuszy GO Nano. Wyniki pokazały, że próbka traktowana HDPC wykazywała najwyższy pobór GO, przy oporności elektrycznej 128 O*cm po trzydziestu cyklach zanurzania i suszenia.
Miękkość
Grafen jest używany przez firmy tekstylne do tworzenia miękkiej i wygodnej odzieży. Materiał może pomóc regulować temperaturę ciała, a nawet przekierować ciepło z cieplejszych obszarów do zimniejszych. Ma również zdolność ochrony przed uszkodzeniami bakteryjnymi i statycznymi. Kilku producentów wykorzystuje tę technologię do produkcji odzieży sportowej, która może zwiększyć wydajność mięśni i zapobiec kontuzjom.
Za pomocą prostej metody powlekania zanurzeniowego pomyślnie wytworzono przewodzącą włókninę celulozowo-grafenową i oceniono jej właściwości elektryczne, elektrotermiczne i elektromechaniczne. Jego wytrzymałość na rozciąganie i procent wydłużenia znacznie wzrosły wraz ze zmniejszeniem GO do rGO, co jest zgodne z poprzednimi raportami.
Tkanina bawełniana pokryta rGO wykazywała niską nasiąkliwość kropelek wody i doskonałą odporność na pranie po 10-12 cyklach barwienia. Oznacza to, że metodę powlekania rGO można zastosować do szerokiej gamy tekstyliów, takich jak dzianiny lub tkaniny do e-tekstyliów. To podejście jest opłacalne i można je zastosować do dowolnego włókna na bazie celulozy.
Trwałość
Grafen to lekki i mocny materiał, 200 razy mocniejszy od stali i nietoksyczny, co czyni go obiecującym składnikiem inteligentnych tekstyliów przewodzących. Jego wszechstronność oznacza, że coraz więcej marek odzieży sportowej współpracuje z dostawcami grafenu, aby włączyć go do swoich produktów. Ta nowa generacja tkanin jest wybierana przez sportowców ze względu na jej właściwości termiczne, przewodność i elastyczność, zwiększające ich wydajność i komfort.
Aby zintegrować grafen z włóknami, ważne jest znalezienie metody, która umożliwi uzyskanie silnego wiązania między dwoma materiałami. Przygotowanie dyspersji tlenku grafenu (GO) i zanurzenie nią włókien wydaje się najbardziej rozsądnym i skalowalnym rozwiązaniem. Alternatywnie można również zastosować natychmiastowe wyżarzanie termiczne, ale wymaga to wysokich temperatur, które nie są możliwe w przemyśle tekstylnym.
Naukowcy z pakietu roboczego „Elastyczna elektronika” projektu Graphene Flagship pracują nad opracowaniem wzbogaconych w grafen przewodzących przędz poliestrowych (politereftalan etylenu, PET). Płatki grafenu łączy się z PET, a powstały kompozyt wplata się w tkaninę za pomocą Greathable, rozciągliwej i antybakteryjnej tkaniny o właściwościach antystatycznych i odpornych na promieniowanie UV.
PL
