MXene をコーティングした織糸で洗濯できるウェアラブルなテキスタイルデバイスの実現が可能に

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2019/10/10 アメリカ合衆国ドレクセル大学

 (That New Yarn?! — Wearable, Washable Textile Devices Are Possible With MXene-Coated Yarns)

functional fabrics

・ ドレクセル大学が、高導電性の 2 次元材料の MXene で標準的なセルロースベースの織糸をコーティングした、耐久性と導電性に優れた織糸を作製。テキスタイルに手触りやフィット感を付与する線維に機能性を追加し、着用性を制限せずに新たな機能性をファブリックに織り込めることを実証。

・ 同織糸は、その繊維に大量の導電性物質を含有し、標準的な工業用織り機を使用して高い電気的機能をもつテキスタイルを作製できる。

・ テキスタイルをウェアラブルに変換する場合、ファブリックの手触りや特性を変えてしまう硬い金属繊維を使用することが多い。また、銀ナノ粒子、グラフェンや炭素材料を使用した導電性テキスタイルの作製では、環境への影響が懸念され、性能も不十分。さらに、テキスタイルをコーティングして高導電性を確実に付与する方法も、織糸やファブリックが脆弱化し、通常の着用の耐久性を失う。

・ そのため、テキスタイルの製造工程に導入できるほど強靭で、洗濯にも耐えられる革新的で機能的な織糸を大規模開発することが大きな課題であった。・ 同大学では、2011 年の MXene 開発以来、その卓越した特性とアプリケーションについて研究を続けている。水と混ぜた MXene で、添加物や界面活性剤不要でインクやスプレーコーティングを合成できるため、機能性ファブリックを作製する導電性の織糸開発において有力な候補であった。

・ 過去には織糸へのグラフェン、カーボンナノチューブコーティングの添加が試みられているが、 MXene で実証した導電性は銀ナノワイヤでコーティングした織糸のそれに近いレベル。ただし、環境への悪影響等の懸念からテキスタイル産業での銀の使用はかなり制限されている。MXene の使用により、電気エネルギー貯蔵、センシング、電磁波シールド等の様々な機能をテキスタイルに統合できる。

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