通用水转印技术实现了可穿戴电子产品的响应性纺织纤维的规模化结构着色

《Advanced Materials》：Universal Water Transfer Printing Enables Scalable Structural Coloration of Responsive Textile Fibers for Wearable Electronics

仿生结构色纤维制造新方法及其智能应用研究。采用水转印技术实现手性液晶晶体在纤维表面的径向排列，制造出机-热-电致变色光纤电子 StructroE-fibers，其可编织成智能手套实时监测手部压力并控制机器人手部动作，为智能纺织品和电子提供新途径。

　　

摘要

受生物启发的结构色彩技术在响应性功能纤维中的应用对于智能可穿戴纺织品和电子设备具有重要意义。先进的手性液晶（CLCs）被视为最具前景的候选材料之一，然而将其自组装到微尺度弯曲纤维的复杂表面上仍具有挑战性。本文首次提出水转移印刷（WTP）作为一种通用策略，能够精确地将基于CLC的结构色彩转移到各种纤维表面并实现径向排列。通过研究CLCs在空气-水界面的流体动力学特性，成功实现了CLCs在纤维表面上的可控自组装，形成了径向排列的螺旋纳米结构。将WTP技术与同轴挤出技术结合，可以连续制造出米长的多壳电子纤维（StructroE-fibers），这些纤维由径向排列的CLC光子层、均匀的液晶弹性驱动层以及液态金属传感核心组成。在外部刺激下，StructroE-fibers展现出优异的机械-热电致变色光学性能。当这些纤维被编织成纺织品后，制成的传感手套能够实时显示人手处的应力情况，实现前所未有的人机交互，从而控制机器手的运动。这项研究为受生物启发的复杂纤维结构色彩技术提供了重要见解，并促进了StructroE-fibers的大规模生产，使其在智能纺织品、可穿戴电子设备、人工智能等领域具有广泛的应用前景。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。