DOI: 10.1039/d0ra05430e
為了解決電子廢棄物迅速增長帶來的生態問題，導電和可生物降解材料被廣泛應用于一系列可穿戴電子產品中。本文報道了在電紡聚（3-己內酯）納米纖維表面原位聚合苯胺產生的全有機、導電和可生物降解的核-殼納米纖維紗線的設計和制備。研究了苯胺單體濃度對聚苯胺沉積層形貌和電阻率的影響。在多個拉伸和恢復循環中，電阻幾乎隨應變瞬間變化。這種對機械加載和卸載的快速、靈敏的響應有助于驗證將導電紗線用作應變傳感器監測人體運動的可能性。將紗線股數增加到三股會導致電阻降低三倍。通過縫合將合股加捻紗結合到織物中，以證明其作為可穿戴電極在電容傳感器中的用途。該方法為制備用于可生物降解智能紡織品的全有機、導電、可生物降解納米纖維紗線奠定了基礎。
圖1.生產連續加捻紗的設備示意圖。
圖2.制備PANI修飾PNYs的示意圖。
圖3.示意圖顯示了進一步（a）加捻單根電紡紗線和（b）加捻以生產合股紗的裝置。
圖4.（a）朝收集器方向的3D納米纖維錐的照片，（b）加捻紗，（c）定向PCL納米纖維的SEM圖像和（d）（c）的放大圖像。（e）PANI/PCL核-殼納米纖維和（f）（e）的放大圖像。
圖5.苯胺濃度為（a）0％，（b）0.5％，（c）1.0％，（d）2.0％的PANI/PC1電紡墊的SEM圖像。
圖6.單位長度電阻隨苯胺濃度的變化。
圖7.（a）純PCL和CBNYs（由苯胺0.5％，1％和2％聚合而成）的TGA曲線和（b）DSC曲線。
圖8.CBNYs的SEM圖像：（a）單股，（b）2股，（c）3股。
圖9.電阻隨股數的變化。
圖10.（a）電阻隨紗線拉伸應變的變化。（b）在多個拉伸-恢復循環中，紗線隨時間變化的歸一化電阻（最大應變為20％）。
圖11.（a）用PCL/PANI復合材料和聚酰胺紗線編織的織物的光學顯微圖像，（b和c）織物的SEM圖像。（d）縫制紗線的光學顯微圖像，（e和f）縫制紗線的SEM圖像。
圖12.通過使用柔性電容傳感器操作LED，展示了CBNYs的電傳導特性，（a）通過觸摸打開，（b）松開保持不變，（c）關閉，以及（d）松開保持不變。
圖13.隨著堆肥天數的增加，材料的物理外觀。
圖14剩余重量百分比與天數的關系。
