现在可通过UMass Amherst研究获得电加热纺织品

通勤者，滑雪者，过路警卫和其他在寒冷天气忍受冰冻手指的人可能会期待未来的缓解，因为制造商已准备好利用马萨诸塞大学材料科学家Trisha Andrew及其同事开发的电加热布的新技术阿默斯特。他们制作的手套可以保持手掌像手掌一样温暖。

在应用材料与接口的一篇新论文中，科学家们描述了他们如何使用气相沉积法将纳米涂层织物制成可缝合的，可穿戴的电加热材料。他们制作的示范手套可以将手指保持长达8小时。三层手套，其中一层涂有导电聚合物聚(3,4-亚乙二氧基苯)，也称为PEDOT，由重1.8克的纽扣电池供电。一角硬币重量不到2.27克。

作者指出，“轻巧，透气，贴身的电加热器有可能改变传统的个人热管理，医疗热疗，关节疼痛缓解和运动康复方法。”

安德鲁说，“我们拿了一双棉手套，涂上手指，让少量电流通过，所以它们会升温。这是普通的老式棉布。我们选择制作一副手套，因为手指需要高曲率才能让我们证明我们的材料非常灵活。手套由一个小型纽扣电池供电，它们以纳安级电流运行，不足以让电流通过皮肤或伤害你。我们的涂层即使它完全浸泡在水中也不会起作用，它不会让你感到震惊，我们的分层结构意味着导电布不会与你的皮肤接触。“

她补充道，“我们希望在接下来的几年内让消费者成为真正的产品。也许这将是原型的两年，也是消费者的五年。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，由于技术上的困难和从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扩大规模，同时保持成本效益。安德鲁及其同事使用他们论文中描述的气相沉积方法，还涂覆了通常用于毛衣的粗棉纱线。作者表示，它表现良好，为制作加热服装提供了另一条途径。

安德鲁说，“促使我们制造这种产品的一件事是，我们可以获得灵活性，柔软的手感，同时它会被加热但不会让你出汗。我们从通勤者那里听到的一个常见的事情就是冬天，他们会喜欢温暖的手指。“ 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温度升至与手掌相同的温度，并且“佩戴者可以感觉到施加电压后几秒钟从织物加热器传递到手指的热量。 “

安德鲁和化学博士后研究员Lushuai Zhang与化学工程研究生Morgan Baima进行了多次测试，以确保他们的手套可以经受数小时的使用，洗涤，撕裂，修理和隔夜充电。安德鲁指出，“现在我们使用现成的电池，持续8小时，但你需要一个可充电电池，以使这些电池更实用。”

此外，“如果你正在滑雪并撕破你的手套，你可以通过用普通线缝合它来修理它。”

他们安排在一个独立的实验室进行生物相容性测试，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体皮肤，而不会对所用化学品产生不良反应。

他们还解决了热，湿气和皮肤接触稳定性的问题，以防止佩戴者受到湿导电元件的任何电击。安德鲁说，“化学上，我们用来包围导电布的东西看起来就像聚苯乙烯，用于制作包装花生的东西。它完全包围导电材料，因此电导体永远不会暴露。”

在蒸汽纳米涂层工艺中尝试不同的变量，他们发现调节温度和腔室压力对于实现布料的最佳表面覆盖是重要的。在测试织物在加热时抵抗开裂，折痕或其他变化的能力时，它们产生的温度为28摄氏度(82.4华氏度)，连接到4.5伏电池，45摄氏度(113华氏度)连接到6 -V电池一小时，发现“没有戏剧性的形态变化”，表明PEDOT涂层棉纺织品坚固耐用，足以保持其“用作加热元件时的性能”。

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