现在可通过UMass Amherst研究获得电加热纺织品

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在一篇关于应用材料和界面的新论文中，科学家们描述了他们如何使用气相沉积将纳米涂层织物制成可缝合和耐磨的电热材料。他们的演示手套可以保持手指长达8小时。三层手套，其中一层涂有导电聚合物聚(3，4-乙烯二氧苯)，也称为PEDOT，由重1.8克的纽扣电池供电。一角硬币的重量不到2.27克。

作者指出，“轻便、透气、贴身的电暖器可能会改变传统的个人热管理、医疗热疗、缓解关节疼痛和运动康复的方法。”

安德鲁说，“我们拿了一副棉手套，在手指上涂上颜色，让少量电流通过，这样它们就会发热。这是普通的老式棉布。我们选择做一副手套，因为手指对我们来说需要很高的曲率，以证明我们的材料非常柔韧。手套由一个小纽扣电池供电。它们以纳安电流运行，不足以让电流穿过皮肤或伤害你。我们的涂层即使完全浸入水中也不会起作用，不会电击你，我们的分层结构意味着导电布不会接触到你的皮肤。”

她补充道，“我们希望在未来几年内让消费者拥有真正的产品。也许原型要两年，消费者要五年。我认为这是我们拥有的最适合消费者的设备。它已准备好进入下一阶段。”

直到最近，由于技术困难和实验室扩大的高成本，纺织科学家还没有使用气相沉积。但研究人员表示，最近，制造商发现该技术可以在保持成本效益的同时扩大规模。安德鲁和他的同事们使用了他们论文中描述的气相沉积法，还涂覆了毛衣常用的粗棉纱。根据作者的说法，它性能良好，并提供了另一种制作加热服装的方法。

安德鲁说，“促使我们制造这种产品的一点是，我们可以获得弹性、柔软的手感，同时它会受热但不会让你出汗。我们从通勤者那里听到的一个普遍现象是，在冬天，他们喜欢温暖的手指。”在她的实验室测试中，她的研究团队报告说，测试手套的四个手指的温度上升到与手掌相同的温度，“穿戴者可以在施加电压几秒钟后感觉到热量从织物加热器转移到手指。”

安德鲁和化学博士后研究员张，以及化学工程研究生摩根白马进行了几次测试，以确保他们的手套能够承受数小时的使用，洗涤，撕裂，维修和通宵充电。安德鲁指出，“现在我们使用现成的电池8小时，但你需要一个可充电的电池，让这些电池更实用。”

此外，“如果你在滑雪时撕破了手套，你可以用普通的线缝好。”

他们在一个独立的实验室中安排了生物相容性测试，其中小鼠结缔组织细胞暴露于PEDOT涂层样品，并与阳性和阴性对照组进行比较。他们报告说，他们的PEDOT涂层材料可以安全地接触人类皮肤，而不会对所用的化学物质产生不良反应。

他们还解决了热量、水分和皮肤接触稳定性的问题，以防止穿着者受到潮湿导电元件的电击。安德鲁说，“从化学上来说，我们用来包围导电布的东西看起来像聚苯乙烯，它被用来制作包装花生的东西。它完全包围了导电材料，所以电导体永远不会暴露。”

他们在蒸汽纳米涂层过程中尝试了不同的变量，发现调整温度和腔室压力以实现布料的最佳表面覆盖非常重要。当测试织物在加热时抵抗开裂、褶皱或其他变化的能力时，他们产生了28摄氏度(82.4华氏度)的温度，连接到4.5伏的电池，并在45摄氏度(113华氏度)下连接到6伏的电池一小时。发现“没有显著的形态变化”，表明PEDOT涂覆的棉纺织品足够牢固和耐用以保持其“用作加热元件时的性能”。

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