用MWCNT涂层的织品在不同的环境条件下用于加热和温度传感

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 织工程 织工程 织工程
• 纳米技术纳米技术

背景情况:

• 开发具有集成功能的先进织品对于可穿戴技术至关重要.
• 导电填充物,如多壁碳纳米管 (MWCNT),为创造智能织物提供了潜力.
• 了解织品性能对环境的影响对于实际应用至关重要.

研究的目的:

• 开发和评估一种带电纤维素织物,涂上MWCNT,用于电加热和温度传感.
• 研究环境因素 (相对湿度和环境温度) 对织物加热性能的影响.
• 评估不同的绝缘材料,以优化可穿戴式加热.

主要方法:

• 用MWCNT和粘合剂对纤维素织物的刀刃涂层.
• 测量多层涂料的电导率.
• 红外 (IR) 热成像用于分析焦耳加热.
• 在不同相对湿度和环境温度下评估加热性能.
• 用不同的绝缘层 (棉花,粘合剂,羊毛) 进行测试.
• 对于温度传感功能的电阻温度测量.

主要成果:

• 增加的MWCNT涂层层提高了导电性.
• 观察到快速的朱尔加热,在10V时达到53°C.
• 相对湿度显著影响了表面温度,高峰在70%的RH.
• 较高的湿度降低了初始加热速度;较低的环境温度降低了整体表面温度.
• 羊毛提供了优越的保温,而棉花提供了良好的皮肤接触和透气性用于绝缘.
• 织物显示了准确的温度传感,具有线性电阻-温度关系和可靠的TCR值.

结论:

• 开发的MWCNT涂层纤维素织物是电加热织品和温度传感器的可行候选者.
• 环境因素,如相对湿度和环境温度,极大地影响了加热性能.
• 使用羊毛和棉花等材料的优化绝缘策略对于可穿戴式加热应用至关重要.
• 这种织物表现出可靠的传感能力,用于温度监测.