交互式服裝要求在紡織品上嵌入傳感和顯示功能。盡管電子紡織品取得了重大進(jìn)展，但將光電子材料集成到織物上仍然是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。在本文中，我們利用石墨烯的電光可調(diào)性，報(bào)道了具有電控反射率和發(fā)射率的自適應(yīng)光學(xué)紡織品，其覆蓋紅外和近紅外波長(zhǎng)。我們通過(guò)將離子可逆地插入織物上的石墨烯層中來(lái)實(shí)現(xiàn)電光調(diào)制。我們展示了使用天然和合成紡織品的新型紅外紡織品設(shè)備，包括展示設(shè)備，紗線和可拉伸設(shè)備。為了展示我們方法的前景，我們?cè)赥恤衫上直接制造了一個(gè)有源設(shè)備，該設(shè)備可以通過(guò)調(diào)制來(lái)自人體的熱輻射來(lái)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)波紅外通信。研究結(jié)果為功能性紡織品的普遍使用提供了補(bǔ)充技術(shù)。
Figure 1. 自適應(yīng)紅外紡織。(a)多層紡織裝置說(shuō)明:多層石墨烯、織物分離器、后電極層。(b)在各種紡織材料上制造裝置的典型例子，如機(jī)織棉布和高密度聚乙烯非織造布。
Figure 2. 紡織品紅外輻射的動(dòng)態(tài)控制。(a)用長(zhǎng)波長(zhǎng)(8-13 um)紅外攝像機(jī)在高發(fā)射率(0 V)和低發(fā)射率(4 V)狀態(tài)下記錄的棉基紡織品裝置的熱圖像。(b)施加4v后裝置表觀溫度的時(shí)間變化。(c)在周期為20 s的正方形電壓波形(-2和4v)下表觀溫度的長(zhǎng)期時(shí)間變化。(d)當(dāng)外加電壓在0~6v之間變化時(shí)記錄器件的紅外反射光譜。(e)該裝置在短、中、長(zhǎng)波紅外范圍內(nèi)的平均發(fā)射率與所施加電壓的函數(shù)關(guān)系。
Figure 3. 適應(yīng)性紡織品的傳感與顯示。(a)具有傳感和顯示能力的紡織裝置圖解。(b)附有熱電堆傳感器的設(shè)備照片。作為熱物(作者的手)的(c)傳感器輸出電壓的變化，(d)有源像素的表觀溫度(t≈10 s)帶過(guò)傳感器(t≈22.5 s)。
Figure 4. T恤上紅外通訊。在t恤上制作器件的(a)圖片及(b)高發(fā)射率和(c)低發(fā)射率狀態(tài)的熱圖。(d)對(duì)傳輸莫爾斯電碼中的字母“N”、“G”和“I”裝置的表觀溫度調(diào)制。
相關(guān)研究成果于2020年由英國(guó)曼徹斯特大學(xué)Coskun Kocabas課題組，發(fā)表在Nano Lett. ( https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c01694)上。原文：Graphene-Enabled Adaptive Infrared Textiles。
摘自《石墨烯雜志》公眾號(hào)：
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