【纤锋者】武汉纺织大学-徐卫林、夏志刚-“磁-热织物”《Advanced Fiber Materials》

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【纤锋者简介】

徐卫林

武汉纺织大学  校书记、院士

2025年5月起担任武汉纺织大学党委书记。第十四届全国人大代表，国家杰出青年基金获得者，教育部“长江学者”特聘教授，入选首批中组部“万人计划”科技创新领军人才与国家“百千万人才工程”，中国工程院院士。主要从事纺织材料等领域工作，主持或参与国家重点研发计划、国家科技支撑计划、973计划、国家自然科学基金等科研项目30余项。科研成果曾获国家技术发明二等奖、国家科技进步奖一等奖、湖北省技术发明一等奖等奖励。个人先后荣获中国纺织创新年度人物、美国纤维协会杰出成就奖、中国青年科技奖、湖北省科学技术突出贡献奖、何梁何利基金科学与技术创新奖、中国纺织学术大奖、桑麻学者等荣誉，并被授予全国师德先进个人、全国五一劳动奖章及全国先进工作者称号。

夏治刚

武汉纺织大学 副院长、国家级人才

现任武汉纺织大学纺织科学与工程学院三级教授、博导，副院长（主持工作），省部共建纺织新材料与先进加工国家重点实验室徐卫林团队最核心科研骨干，主要研究纤维及其集合体成形新技术、纺纱新技术及装备等。2013年3月获东华大学（原中国纺织大学）博士学位、天津工业大学（流动站）/际华三五四二纺织有限公司（工作站）博士后出站。本科、硕士、博士师从徐卫林院士、博士后师从陈利和徐卫林从事博士后研究，自2013年3月起在武汉纺织大学任教。主要研究方向包括纺织新纤维及其集合体先进加工技术、纺纱新装备等。曾获湖北省科技发明一等奖、中国纺织工业联合会优秀专利金奖、安徽省科技进步二等奖等奖励；在教学方面，获学校本科教学质量一等奖，并多次指导学生在全国大学生纱线设计大赛中荣获特等奖、一等奖。

唐文杨

武汉纺织大学 副教授

1994年出生于湖北松滋，工学博士，副教授，硕士生导师。入选湖北省海外高层次人才及武汉市“朝阳托举”青年科技人才，系中国纺织工程学会会员。主要从事传感/能源型纤维材料开发与废纺功能化研究。主持国家自然科学基金、湖北省自然科学基金及企业横向课题等7项，在Matter、Advanced Fiber Materials、Nano Energy等国际知名期刊发表SCI论文20余篇，获授权中国发明专利10余项。参编《基于纺织摩擦纳米发电机的智能纤维》（王中林院士主编）、《聚乳酸纤维应用指导手册》等专著。指导学生获国家级竞赛奖2项，省级奖3项，行业级奖2项。

【论文导读】

【论文标题】：Durable Fe3O4/PPy Particle Flow Spun Textile for Electromagnetic Interference Shielding and Joule Heating；耐用的 Fe3O4/PPy 粒子流纺丝纺织品，用于电磁干扰屏蔽和焦耳加热

【发表期刊】：《Advanced Fiber Materials》，中科院1区，IF=21.3

【第一作者】：Jiaxin Liu               【通讯作者】：徐卫林、夏治刚

【论文摘要】：人们对可穿戴电磁干扰（EMI）屏蔽设备的需求很高，以减少不断出现的电磁污染。不理想的耐用性和有限的扩大产能是阻碍柔性EMI可穿戴设备工业化应用的主要障碍。在这里，引入了可扩展的Fe3O4/聚吡咯（PPy）嵌入棉/聚丙烯（FP@CP）织物，用于EMI屏蔽和乔尔加热，这是通过独特的粒子流纺纱方法实现的。这种方法可以连续大量生产功能纱线，然后编织成织物。该芯鞘型纱线结构可将Fe3O4/PPy屏蔽层高度包埋在聚丙烯（PP）条中，保护内部功能元件不受泄漏或环境破坏。因此，与大多数报道的EMI器件相比，所获得的织物具有更高的耐久性（50次洗涤和465次磨损循环）。通过实验和仿真两种方法研究了电磁干扰屏蔽机理。这表明EMI反射和吸收模式的组合协同有助于提高所得织物的EMI屏蔽性能，达到47 dB的最大总屏蔽效能（SET）。此外，由于复合织物高效的电-热性能，在3V下，10 s内就实现了高达105℃的高焦加热温度。这项工作为实现应用于日常、军事和航空航天领域的多功能EM防护纺织品的规模化生产铺平了一条具有成本效益的方法。

【论文创新点】：该团队报告了一种简单、经济高效且可扩展的粒子流纺纱方法来制造多层Fe3O4/PPy包裹纱线。这种新颖的纺纱策略使纱线保持良好的机械强度和灵活性，以便编织成用于EMI屏蔽和Joule加热应用的织物。纱线中包含的导电和磁性Fe3O4/PPy成分赋予织物良好的EMI屏蔽性能。这是由综合电磁反射和吸收模式做出的，该模式是基于有限单元分析方法进行的。经过50次洗涤循环和465次磨损循环后，织物表现出良好的耐久性。另一方面，由于织物具有高的焦热效应，织物具有可控的温度调节性能，可用于电子设备和用户的热管理。这项工作推动了利用粒子流纺纱法以高效率和实用性的规模化生产EMI屏蔽和热管理纺织品的策略，也为难以纺纱的材料的转移铺平了道路，以设计多功能纺织品。

【论文图表1-7】：

图1.FP@CP基纺织品的制造工艺及其代表性应用。

图2.复合纱线的SEM图像。

图3.原始棉条和改性棉条的表征。

图4.多层织物的EMI屏蔽机制。

图5.FP@CP样品与对照样品的EMI屏蔽耐久性比较。

图6.不同织物（帆布织物、PPy织物和FP@CP织物）的EMI屏蔽效果。

图7.基于FP@CP的焦耳加热器的特性和应用。

【相关成果报道】：