CMF|智能织物：液态金属基导电纤维的研究及应用

导电纤维是一种将电学功能与纤维形态相结合的材料，具有广泛的应用前景，如智能可穿戴服装、智能缝合线和微创生物电子等。然而，传统的金属导线等导电纤维往往不具备柔软性和可拉伸性，难以与生物界面无缝集成，也容易发生疲劳断裂。

液态金属依托其常温下液态的流动性和高导电性为新型金属基导电纤维的开发提供了解决方案。随着液态金属系列基础特性的发现和制备技术的突破，纤维状液态金属的研究得到了快速发展，已经在柔性可拉伸织物电子、多模态柔性传感器、金属绷带和硬度切换电极等领域展现了极具潜力的应用前景。

在该领域，清华大学医学院刘静教授团队有着多年研究积淀。2003年，其实验室提出由薄铝膜和纤维构成的旨在降低人体太阳热辐射的防暑服面料；2010年申请了国内外首个液态金属复合型面料的发明专利，建立起多种典型的液态金属纤维技术途径。如：表面印刷液体金属型导电导热或吸热型纤维、内部填充液体金属型管状纺织纤维；由上述纤维编织而成的网状纤维，有关温度调节、防辐射、抗静电乃至杀菌、抗菌等应用技术，开启了液态金属纤维研究的先河。

韩国科学技术院的研究人员基于剪切沉积的方法，制备了具有双层半固态液态金属颗粒（LMP）结构的纤维涂层。其首先利用剪切力将聚合物连接的LMP沉积在纤维上，形成了一层均匀而紧凑的LMP包覆层。然后，在LMP包覆层的外表面再涂覆一层CNT连接的LMP，形成了双层LMP复合材料。在剪切沉积过程中，溶液挥发形成高浓度的乙酸区域，使得LMP能够在纤维上聚集沉积并实现自烧结。这种双层结构不仅增强了LMP包覆层的机械稳定性和耐久性，而且无需经过烧结处理。该方法制成的纤维在缝制电路、智能服装、可拉伸生物界面纤维和多功能纤维探针方面均具有一定的应用潜力。

青岛大学教授曲丽君课题组利用同轴湿法纺丝工艺，根据非溶剂致相分离成型机理，经纺丝工艺调控，连续化制备了具有不同内径的液态金属/聚氨酯导电纤维。该纤维具有超强可拉伸性（>1000%），以及优良的导电性（~0.05 Ω/cm）。通过对液态金属/聚氨酯导电纤维内部构效关系、传感性能、可逆导电性能、电热性能等的研究，结合传统纺织工艺，构建不同电子织物功能模块，开发了一款集成式智能手套系统，可用于运动领域的传感和预警，尤其是水下运动的失温防护。

来源：纺织导报