韩国国内研究团队成功开发出全球首个高功能性智能纤维(smart textile)大规模生产技术。
KAIST表示,机械工程系教授 Park Inkyu、高丽大学世宗校区教授 Ahn Junseong、韩国原子能研究院博士 Jung Yongrok、韩国机械研究院博士 Jung Junho 组成的联合研究团队,通过共同研究开发出了“用于智能纤维的金属·陶瓷纳米带纱线(yarn)制造技术”,并于8日对外公布。
(自左起)An Junseong 教授、Jeong Yongrok 博士、Kang Mingu 博士研究生、Jeong Junho 博士、Park Inkyu 教授。KAIST 提供
View original image智能纤维是将数字信息技术与传统纤维相结合的未来型纤维。迄今为止开发的功能性纳米纤维制造工艺,由于难以采用多种材料这一局限,要实现高性能智能纤维,被普遍认为必须开发兼具优异电学性能和机械柔韧性的功能性金属·陶瓷纳米纤维。
出于同样原因,联合研究团队为克服用于智能纤维的功能性纳米纤维在源头与材料上的局限,开发出了通用型金属·陶瓷纳米带纤维制造平台技术。
联合研究团队开发的技术,是先在通过纳米压印光刻(利用具有微米及纳米结构图案的模板,将图案转移到基板上,在薄聚合物薄膜上形成纳米级图案的工艺)制作的纳米模具(通过纳米压印光刻等工艺制作、具有纳米结构图案的基板)上沉积金属,然后通过等离子体刻蚀工艺刻蚀模具,从而获得处于悬浮状态的金属·陶瓷纳米带。
此外,将与基板粘附力减弱的纳米带束拧成纱线形态,即可得到纳米带纱线结构。联合研究团队强调,这一工艺为高功能性智能纤维的大规模生产打开了大门,是可应用于多种无机物的全球首个纱线制造工艺。
所谓“纱线”,是指将天然或合成纤维沿长度方向平行排列后拧合,形成具有连续股状结构的线状材料,是针织和机织等所用纱线中常见的形式。
联合研究团队在本次研究中,利用金、钯、镍、铝、铂、氧化钨、氧化锡、氧化镍、氧化铟、氧化铜等材料,验证了制备纳米带纱线的可行性。
联合研究团队补充称,开发出的纳米带纱线不仅可作为能够检测氢气、氨气等绿色气体的高性能气体传感器,还确认其可作为水电解、摩擦电纳米发电机等绿色能源相关器件加以应用。
研究团队还表示,所开发的无机纳米纤维有望突破现有智能纤维材料的局限,应用于医疗产业、时尚产业、国防及医疗保健用智能纤维,并为在纤维中实现物联网(IoT)作出贡献。
KAIST教授 Park Inkyu 表示:“此次开发的金属·陶瓷纳米带纱线制造技术,有望成为解决智能功能性纳米纤维制造工艺在材料多样性和大规模生产方面根本难题的突破口。联合研究团队今后将把该技术应用于包括传感器、能源器件在内的多种纳米电子器件的制造,成为我国在纳米结构体制造技术和智能纤维技术领域迈向压倒性领先国家的重要踏板。”
另外,本次研究由高丽大学世宗校区教授 Ahn Junseong、韩国原子能研究院博士 Jung Yongrok、KAIST机械工程系博士课程研究生 Kang Mingu 共同担任第一作者,研究成果已发表于国际学术期刊《Small》3月线上版。
版权所有 © 阿视亚经济 (www.asiae.co.kr)。 未经许可不得转载。