智能纺织品——棉织物耐久压烫整理技术（Tough Cotton）应用

尽管当前许多高性能的化纤应用于纺织业，但是棉花由于柔软、不刺激皮肤、凉爽透气，仍然受到青睐。最新材料化学和表面功能化研究致力于扩展棉花用途，将其用于抗压、防弹、耐磨领域以及生物传感器和电子设备的穿戴载体。

受商用通信电缆的结构启发，香港理工大学和明尼苏达大学发现，通过碳纳米管包被棉织物能提高机械性能、阻燃性以及防紫外线和防水性能。他们首先将聚丙烯酸丁酯（Polybutylacrylate）转移到纳米管表面，并通过传统的浸泡、干燥、晾晒程序将改良后的纳米管乳液与棉织物结合。该技术工艺简便，产品扩展性好，易于结合到纺织企业的现有工艺流程。扫描电镜图像显示，纳米管在棉织物周围形成一个起加固和保护作用的交联网络 （大约500 nm厚）。该交联网络的纳米级疏水结构使原本吸水的棉花能像莲藕叶片那样有效地防水。另外，处理后的棉织物更强韧，更加抗撕扯。纳米管乳液含量超过2%，则能使其处理的棉布难以着火，并通过在棉布表面形成碳化的非晶碳阻燃，起到隔热层的作用。纳米管含量为0.25%时，其处理的棉布即可阻止90%的紫外线 （能透过未经处理的棉织物）。防紫外线的强韧防水棉织物为水下和户外用的衬里材料提供了新的替代品。另外，经能检测、消除化学毒性的酶处理后，纳米管棉织物装备可为军队和一线快速反应人员提供舒适的化学防护服。经其他酶改良后的纳米管棉织物也可用于为关节炎病人制作药物渗透手套，或是用作经皮给药系统的床的衬套。

上述报道令人印象深刻。未来在利用具备良好的电学、化学和物理学性能的高纯度纳米管方面的研究，将会催生大量的个性化定制服务。如果棉织物表面的导电纳米管能覆盖全身，那么设计可穿戴传感器或是在衣物中加装发电机和电能储存装置将成为可能。例如，纳米管的压阻特性可被用于检测织物变形引起的电导率的变化，可用于康复锻炼和远程医疗中的肌肉和肢体活动监测。由于纳米管的手性决定它是金属性导体还是半导体，所以设计绝缘或是导电织物成为了可能。

如果单层纳米管可被沉积在棉纤维周围，那么在导电层下面直接放置绝缘纤维则可用于构造柔性晶体管。另一方面，多层配置导电层能高通量、低热耗地导电，从而使制作低功耗可穿戴电子设备更接近于现实。上述成果意义重大，而且未来研究应进一步摸清改进上述性能的机制。柔性可再生自然基底材料如棉花和纳米管功能多样化的协同开发呈现了无限可能。或许有一天，我们可以像超人一样穿戴。