东华大学覃小红教授/季东晓研究员【NC】在可拉伸纱线上构建静电纺3D液态金属粘附通道，用于宽范围应变不敏感的智能纺织品

全文概述

东华大学团队提出了一种基于静电纺丝3D液态金属（LM）通道的创新策略，解决了智能纺织品在大应变下电阻不稳定的问题。该技术实现了200%应变范围内的电阻稳定性，并具备大规模生产的潜力，适用于人体运动监测和智能服装等领域。

研究背景与挑战

传统智能纺织品导电材料在拉伸时电阻变化剧烈，导致信号失真。液态金属虽具高延展性，但难以稳定粘附于纤维表面且易泄漏。本文通过构建3D多孔粘附通道，将LM限域于弹性纱线表面，解决了这一难题。

核心创新点

1. 采用静电纺丝技术生成PVA/PAN三维网络结构，形成多孔微纳通道，实现LM的强氢键粘附；2. 拉伸时，3D纤维网络展开，LM流动重组保持导电通路连续性；3. 结合滚筒静电纺丝和LM注入，实现每分钟5米纱线的制备速度。

性能表征与优势

该方法在200%应变范围内电阻变化率小于5%，远优于传统LM涂层。此外，纱线具备良好的透气性和耐久性，在1000次循环后仍能保持95%的性能。其应用包括人体运动监测、智能服装集成及人机交互等。

技术突破与意义

首次通过静电纺丝3D结构解决LM与纤维的粘附-流动性矛盾，提出可规模化生产的智能纺织品制造流程。为可穿戴设备提供“零感知”导电纱线，推动医疗、运动等领域发展。未来需进一步测试湿热环境下的长期稳定性和多功能集成。