东华大学俞建勇院士、丁彬教授团队在可拉伸、超弹、防寒保暖材料方面取得新进展

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极端冷环境严重影响人类正常生活，甚至威胁生命健康。传统的天然纤维和合成纤维因其纤维直径均在10μm以上，导致材料重量较大且保暖能力难以进一步提升。静电纺纤维因具有直径小、孔径小、易于加工等优点，在高性能保暖领域具有巨大的应用潜力。目前，众多研究人员已制备出三维蓬松静电纺纤维集合体，但是材料无压缩回弹性能且拉伸性能差，限制了其在保暖领域的实际应用。因此，开发出具有优异力学稳定性的三维蓬松静电纺纤维材料以实现其在保暖领域的特效应用是当前面临的一大挑战。

面对这一挑战，东华大学纺织科技创新中心俞建勇院士和丁彬研究员带领的纳米纤维研究团队利用静电纺丝技术一步得到蓬松纤维骨架，并结合热诱导交联方法制备出了一种具有“硬-软”双组份结构的可拉伸超弹防寒保暖材料。通过研究不同聚合物-溶剂-非溶剂系统的相分离行为以指导调控聚合物配比，同步实现了三维蓬松静电纺纤维材料的成型和单纤维力学性能的提升；随后将交联剂包埋到纤维组分中，并经热诱导交联方法使纤维间产生原位粘结，构筑了稳定的纤维网络结构。

可拉伸超弹保暖材料的结构组成及性能展示

所制备的防寒保暖纤维材料具有独特的拉伸回复性能且断裂伸长可达70%，与目前已知的蓬松纤维集合体相比具有更高的柔韧性，且该材料还表现出优异的低温压缩回弹性能，在-50℃的极寒条件下，材料经100次循环压缩后塑性形变仅为4.9％。此外，该防寒保暖纤维材料还具有超轻特性（体积密度= 7.68 mg/cm³）和高保暖性能（导热系数=27.6mW/m•K），有望大量应用于服装，家用纺织品和户外纺织品等保暖材料领域。该工作为轻质高效保暖材料的开发提供了新思路。

可拉伸超弹保暖材料与商用聚酯纤维毡的保暖性能对比

以上相关研究成果以“Stretchable and superelastic fibrous sponges tailored by “stiff-soft” bi-component electrospun fibers for warmth retention”为题发表在《ACS Applied Materials & Interfaces》期刊上，文章DOI：10.1021/acsami.0c05333。东华大学纺织学院博士生吴红炎为第一作者，丁彬研究员和斯阳研究员为共同通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金、中央高校基础研究项目的大力资助。

论文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.0c05333

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