SOFT电子纺织品使用金属有机框架(MOFs)来提高对有毒化学品的检测和保护。图片来源:K. A. Mirica
达特茅斯学院(Dartmouth College)的一项研究表明，利用智能织物中的电子信号的新技术可能会带来先进的有害物质防护装置，防止有毒化学物质的侵害。
这一进步可能会对军队、紧急服务人员和其他依靠“危险物质垫”保护工作并保护他人安全的工作人员产生重大影响。
发表在美国化学学会杂志在美国，凯瑟琳·米丽卡和梅里·史密斯的化学团队描述了新型智能织物的创造——命名为SOFT，即纺织品自组织框架——这是首次在使用导电多孔材料集成到软纺织品的可穿戴设备中同时检测、捕获、预浓缩和过滤气体的演示。
根据这项研究，SOFT设备有潜力用于传感应用，从可穿戴系统中的实时气体检测，到防毒面具等防护设备中的电子可访问吸附层。
达特茅斯学院的化学助理教授凯瑟琳·米尼卡说:“将这种织物添加到防护服中，传感器可以在化学物质渗透到危险物质装备中时向使用者发出警报。”“这不仅仅是被动保护，如果织物有撕裂或缺陷，或者功能性能以其他任何方式下降，纺织品可以主动向用户发出警报。”
在这项研究中描述的其他首次是基于金属有机框架(MOFs)材料的柔性、纺织支持的电子传感器。在这项研究中，作者还描述了一种“简单”的方法，将这些导电、多孔材料集成到棉花和聚酯织物中，以生产电子纺织品。
作为研究的一部分，达特茅斯大学的研究团队证明，这种新型智能织物可以检测常见的有毒化学物质。无论是汽车尾气污染物一氧化氮，还是让人联想起臭鸡蛋的腐蚀性毒物硫化氢，都被SOFT系统有效地识别出来。除了感应化学物质，电子纺织品还能捕获和过滤危险的毒素。
Mirica说:“金属有机框架是设计师材料的未来，就像二战后的塑料一样。”“通过将MOFs集成到我们的SOFT设备中，我们大幅提高了对安全和保障至关重要的智能织物的性能。”
该研究团队还描述了一种基于MOFs的一步电子纺织品制造方法，这可能是首次使用直接自组装将导电材料沉积在纺织品上。
Mirica将这一过程描述为“类似于建筑框架的自我组装”，棉和聚酯纺织品在纤维层面上涂有导电晶体，通过分子与有机分子支柱的直接自组装，有机分子支柱由溶液中的金属连接器连接。
可穿戴电子设备被认为在国土安全、通信和医疗保健等领域具有巨大潜力。士兵、急救人员、工厂工人和其他可能接触有毒化学物质的人都可以从这种新型智能织物中受益。这些材料还可以帮助需要监测特定空气中化学物质的病人，这些化学物质来自环境，甚至来自他们自己的身体。
据研究人员称，具有MOFs的SOFT设备具有可靠的导电性、增强的孔隙度、灵活性和洗涤稳定性。这种织物在高温下也很稳定，有很好的保质期，在潮湿的条件下也能保持全方位的效用。
虽然该技术在应用于最先进的可穿戴系统之前还需要进一步发展，但作者希望这种制造方法有潜力扩展到其他系统，生产一系列具有高度可调性能的新颖多功能电子纺织品，并在可穿戴和便携设备中获得大量新应用。
这项研究的支持包括达特茅斯学院、沃尔特和康斯坦斯·伯克研究启动奖和陆军研究室青年调查员计划提供的资金。
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