摘要：电子纺织品具有柔韧性、透气性和保形性，有望推动可穿戴设备和电子皮肤的发展。然而，其微米级多孔结构在增强这些特性的同时，也给样品稳定性和数据重现性带来了挑战。为了解决这一矛盾，本文，浙江理工大学卢笛、洪兴华 副教授、江南大学 陈超余 副研究员等在《Nano En

1成果简介

电子纺织品具有柔韧性、透气性和保形性，有望推动可穿戴设备和电子皮肤的发展。然而，其微米级多孔结构在增强这些特性的同时，也给样品稳定性和数据重现性带来了挑战。为了解决这一矛盾，本文，浙江理工大学卢笛、洪兴华 副教授、江南大学 陈超余 副研究员等在《Nano Energy》期刊发表名为“Versatile MXene/(GO-AgNWs) electronic textile enabled by mixed-scale assembly strategy”的论文，研究引入了一种宏观-微观混合尺度策略。具体来说，在宏观尺度上，利用尺寸稳定、透气性好的热粘合无纺布作为交错电极，为传感元件的集成提供了一个稳定的平台；而纺丝花边无纺布则通过微米尺度的蓬松多孔结构作为传感材料层，充分利用了纺织品的高灵敏度。

此外，二维 MXene 纳米片、氧化石墨烯（GO）薄片和一维银纳米线也被加入到这些织物中，它们表现出良好的粘附性和纳米多孔结构，同时消除了纳米材料在纤维间的堆叠和连接。这些结构有助于形成电阻传感所需的空隙和接触点。这些材料结构赋予了电子纺织品卓越的综合性能，包括高效的电磁干扰屏蔽（84 dB）、超快焦耳加热（3.6°C s-¹）和出色的压力感应（33kPa-¹）。通过整合机器学习，实现了手势识别交互（准确率 >96.8%）以及温度和压力的双模感应和识别（准确率>98.9 %）。这种拟议的混合维度组装设计创造了一种多功能电子纺织品，为下一代智能柔性电子产品提供了一个实用范例。

2图文导读

图1.基于 MXene/（GO-AgNWs） 的传感器的示意图和应用。

图2.MXene/（GO-AgNWs） 传感器的结构和表征。

图3. (a) and (b) show the cross sectional SEM image of MXene/(GO-AgNWs) sensing layer and interdigitate layer respectively. (c) XRD patterns of MXene/(GO-AgNWs). AgNWs, GO and MXene coated thermally bonded polyester fabric (d) FTIR Spectra of MXene, AgNWs, GO-AgNWs, MXene/AgNWs and MXene/(GO-AgNWs). (e) Fourier-transform infrared (FT-IR) spectra of MXene/(GO-AgNWs) in the 3200 – 3600 cm⁻¹ range. (f) FT-IR spectra of MXene/AgNWs in the 3200 – 3600 cm–¹ range. (g) X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) patterns for MXene/(GO-AgNWs). (h) High-resolution XPS spectra of C 1 s for MXene/(GO-AgNWs). (i), O 1 s for MXene/(GO-AgNWs).

图4. Sensing performance comparison, (a) before and (b) after washing. (c) Sweat vapor Transmittance performance rate of MGA. (d) Water vapor Transmittance performance rate of MGA. (e) Air permeability of MGA. (f) Stability Under different Condition of MGA. (g) The rate of change in ΔR/R0 of MGA after immersion in various solvents for 3 hours.

图5. EMI shielding performance of MXene/(GO-AgNWs). (a) Schematic illustration showing the application of MXene/(GO-AgNWs) fabric in electromagnetic interference (EMI) shielding. (b, c) Photographs of a wireless power transfer circuit, with and without the prepared MXene/(GO-AgNWs) substrate. The induced LED can be turned off due to the shielding effect of the MXene/(GO-AgNWs) material. (d) EMI shielding effectiveness of the MXene/(GO-AgNWs), MXene/AgNWs, and MXene fabric under different frequencies. (e) The radar chart illustrates the comparison of EMI shielding effectiveness (EMI SE), specific EMI shielding effectiveness (SSE), and thickness-specific EMI shielding effectiveness (SSEt) for MXene/(GO-AgNWs), MXene/AgNWs, and MXene fabrics. This comparison highlights the enhanced EMI shielding capabilities of MXene/(GO-AgNWs) composites, making them superior for practical electromagnetic interference applications. (f) Comparison SE and SSEt with those reported in previous literature. (g) Electromagnetic wave transmission and loss mechanism of MXene/(GO-AgNWs)/PET nonwoven fabric.

图6. MXene/(GO-AgNWs) 织物的电加热性能。

图7. 机器学习辅助手势识别系统。

3小结

总之，本研究介绍了一种宏观和微观相结合的技术，用于开发精密的电子纺织品，这种纺织品采用热粘合聚酯无纺布作为电极，纺丝花边木浆纤维素无纺布作为传感层。由 MXene 纳米片、GO 片和 AgNWs 组成的喷涂涂层可形成三维导电网络，不仅可抑制纳米材料在纤维间的堆积，还能改变电接触点并提高灵敏度。GO 可作为保护层，使 MXene 和 AgNWs 免受氧化，同时加强它们之间的连接，提高电热转换性能。因此，这些电子织物的性能非常出色，具有快速焦耳加热（在15V 直流电压下，27.1秒内达到99.2 °C）、持久的压力感应（超过 1000次）和有效的电磁干扰（EMI）屏蔽（84dB）。压力传感器灵敏度高（33kPa-¹），检测范围广（0-7.5kPa），响应速度快（69-71 ms）。具有双模传感和处理能力的神经网络系统可准确检测温度和压力引起的电阻变化，提高了对各种材料的检测精度，平均精度超过 96.8%。这些技术在智能可穿戴设备、多模传感、个人护理和其他应用领域具有巨大潜力。

文献：

来源：材料分析与应用

来源：石墨烯联盟