近日，清华大学化工系张如范副教授课题组在高性能彩色碳纳米管纤维可控制备方面取得突破，在世界上首次制备出彩色碳纳米管纤维，展示出优异的阻燃性能和耐久性能，首次解决了长期以来碳纳米管难以彩色化和易燃的难题，显著提升了其性能优势，拓展了其应用领域。
图1. 本工作被《科学·进展》（Science Advances）选为特色论文并在网站首页进行报道
碳纳米管被认为是制备超强纤维、透明导电膜、下一代碳基芯片、智能可穿戴设备等众多前沿领域的候选材料，在过去的三十多年中得到了广泛关注。碳纳米管纤维因其低密度、高强度、高韧性、高柔性、高电导率、低热膨胀系数和多功能特性，在航空航天和国防军工等领域具有重大的需求，能够有效地提高飞行器的有效载重、耐腐蚀性、抗冲击疲劳性、耐热性等。此外，碳纳米管纤维也是制备柔性纤维电极的理想材料，在以智能电子织物及其功能集成系统为代表的可穿戴设备领域具有广阔的应用前景。
然而，碳纳米管的两个固有性能特性严重限制了其性能提升和应用范围。首先，碳纳米管因其对可见光的超强吸收能力，被认为是世界上最黑的材料，并且由于其表面高度结晶性以及化学惰性，也无法利用常规方法对其进行化学染色，因此，碳纳米管单调的黑颜色和难以着色特性使其难以满足美学和时尚的要求，极大地限制了它们在柔性可穿戴设备、智能织物、功能涂层等众多领域的应用。此外，作为一种典型的碳材料，碳纳米管高温有氧环境中容易燃烧，这种易燃特性严重限制了它们在飞行器外壳、武器装备等众多涉及高温有氧环境中的应用。
图2.碳纳米管纤维的结构致色方法及其原理示意图
张如范课题组受自然界中结构色的启发，首次提出了利用结构致色实现碳纳米管彩色化的思路。课题组利用原子层沉积技术在碳纳米管纤维表面覆盖一层厚度仅为50~300纳米的二氧化钛（TiO2）致密涂层，即可使碳纳米管纤维表面呈现出鲜艳的颜色（图2）。作者深入研究碳纳米管纤维的致色机理，当入射光到达涂有TiO2层的碳纳米管纤维表面时，除了少部分光被吸收外，大部分入射光在TiO2层表面产生反射、散射或折射现象，由于TiO2与碳纳米管对可见光反射率与折射率的差异，TiO2层与碳纳米管纤维表面发生薄膜干涉，从而使包覆有TiO2层的碳纳米管纤维产生绚丽的颜色。通过调节氧化物种类和厚度，即可改变碳纳米管纤维表面的颜色。这种致色方法具有很好的普适性，可适用于任何类型的碳纳米管纤维；此外，除了TiO2，其他常见的氧化物（如氧化锌、氧化铝、氧化镁、氧化硅等）均可用作良好的结构致色涂层材料。
图3.彩色碳纳米管纤维的结构耐久性、阻燃性及其力学和电学性能
基于结构色的彩色碳纳米管纤维表现出优异的性能。首先，由于氧化物涂层与碳纳米管纤维表面之间存在化学键，从而使其具有较强的附着力。相比于传统染料和颜料，以氧化物涂层为基础的碳纳米管结构色表现出了超强的耐久性（图3），可经受2000次洗涤实验和10个月以上的高强度紫外线辐照实验。更重要的是，覆盖氧化物涂层的碳纳米管纤维具备显著的阻燃性能，与纯碳纳米管纤维相比，覆盖有氧化物涂层的碳纳米管纤维在接触火焰8小时后仍不发生燃烧，并能保持结构的完整性。此外，氧化物涂层对碳纳米管纤维原有的电学和力学性能的影响非常小。因此，这种基于无机氧化物涂层的碳纳米管结构致色技术显著提高了碳纳米管的本征性能，大大拓宽了其应用领域。
该工作以研究长文形式发表在国际知名期刊《科学·进展》（Science Advances）上，题为“具备超耐久性和阻燃性的碳纳米管结构致色”（Superdurableand fire-retardant structural coloration of carbon nanotubes），并被选为该期刊2022年第26期特色论文（Featuredarticle）（图1）。
论文通讯作者为清华大学化工系张如范副教授，共同第一作者为化工系博士后陈凤翔，2019级联培硕士生黄娅、2020级博士生李润、2021级联培硕士生张世亮。其他合作者包括清华大学化工系魏飞教授，博士后王宝顺、吴学科、张文硕，2019级博士生姜沁源、2021级博士生汪菲、2021级博士生赵思名。共同作者还包括武汉纺织大学徐卫林院士、2019级博士生吕佩、2022级硕士生骆宇新。该研究工作得到了国家自然科学基金和国家重点研发计划的支持。
来源：清华大学
SG-2022第九届深圳国际智能服装服饰产业大会
—服装服饰产业的功能化，智能化转型升级之路
时间：10月14—15日 地点：深圳
一、 大会概况
深圳是我国的“时尚之都”、“科技之城”，聚集了全国高端服装服饰品牌及生产企业，深圳时尚产业经历多次转型升级后，正在向技术高端化、创意多元化、产品时尚化、品牌国际化方向发展，SG智能服装大会坚持以“服装与科技的结合”为办会方向，聚焦智能服装服饰发展的关键共性问题，探讨智能服装服饰产业发展趋势和解决融合之道，展示智能服装服饰领域最新成果、前沿技术和最新产品，推动行业应用和消费普及，搭建智能服装服饰的创新合作平台、国际交流平台和成果展示平台，汇聚全球要素资源，切实把SG2022智能服装服饰产业大会办成全球智能服装服饰领域规格最高、规模最大、影响力最强的顶级峰会。
本次SG2022智能服装服饰产业大会邀请政府、协会领导、行业专家学者、知名品牌企业、投资机构、各经销代理电商等大咖与权威专家参会交流，全面深入探讨智能服装服饰领域的最新技术和研究方向、行业热点和市场趋势。会议议题涵盖智能服装服饰的高新材料、技术及硬件、智能服装服饰设计、智能服装服饰成品等专业领域，期间分别举办高新前沿技术发布会、金融投资一对一对接分会。
二、组织机构
主办单位：SG上海国际智能服装服饰博览会组委会
深圳市智能服装服饰产业发展研究会
中国国际贸易促进委员会上海浦东分会
深圳市计量质量检测研究院
国家数字电子产品质量监督检验中心
江苏服装品牌协同创新中心
中国纺织工业联合会纺织行业智能纤维技术与制品重点实验室
上海福琼展览有限公司
承办执行单位：上海福琼展览有限公司
四大主题
1、服装品牌转型、功能化、智能化洞察
2、智能服装的新应用探索与开发
3、智能服装的标准化与集群发展
4、智能服装用新材料、软硬件技术研发与生产关键技术突破
四、【议程概括】
主题一：服装品牌转型、功能化、智能化洞察
话题1：智能服装现状研究及发展趋势
话题2：服装企业功能化、智能化转型规划及思考
话题3：智能服装服饰品牌应用场景案例分析
话题4：新一代信息技术如何助力服装提质、降本、增效
话题5：智能+服装(ERP、CRM、WMS、PLM)赋能智能制造管理解决方案应用
话题6：人工智能赋能智能服装服饰行业发展
主题二：智能服装的新应用探索与开发
话题1：智能纤维及其制品的2022新应用
话题2：智能健康监测服装的研究现状与发展趋势
话题3：智能保暖技术在高性能服装研发与应用
话题4：智能医用防护服的发展与应用
话题5：智能恒温服创新性研究与开发
话题6：智能发电服装的新产品与应用
主题三：智能服装的标准化与集群发展
话题1：智能服装服饰产业细分产品标准化要点解析
话题2：工业互联网平台助力服装供应商协同管理
话题3：智能服装出口欧盟认证最新标准
话题4：服装服饰产业集群发展现状和思考
话题5：防热和防火智能服装等防护服的术语和定义标准
话题6：服装服饰产业高质量发展现状分析及对策建议
话题7：提高充电宝容量安全监测标准与服装设计结合
话题8：NFC芯片、RFID技术打造智能服装管理方案以及如何在服装行业运用
主题四：智能服装用新材料、软硬件技术研发与生产关键技术突破
话题1：大数据、云计算、电子器件、电源器件和导线在智能服装服饰中的集成技术
话题2：可视化与数字化纤维的产业化及服装制品
话题3：碳材料（石墨稀、碳纤维、碳纳米管）在智能服装服饰的应用
话题4：柔性3D打印技术在服装设计中的发展现状及趋势
话题5：相变储能材料、辐射冷却材料等高新材料在服装中的应用
话题6：纤维锂离子电池的最新突破
话题7：复合材料在低温环境工作服中的最新技术应用
四、参会费用：①人民币2000元\人（含会议费、资料费、场地费、午餐费、晚餐费）。
②人民币1500元\人（含会议费、资料费、场地费、午餐费）。
展位费用：标准展位（6m²）12800元 （包括两人参会费用、展出场地、2.5m高壁板、楣牌制作一条、6平方米地毯、咨询桌一张、椅子二把、10A/220V单相插座一个，射灯二支，清洁安保服务）。
组委会联系
邮箱：2547157329@qq.com
陈 香 手机:13918264183（同微信）
标签： 三国演义人物
