Grafeen heeft veel interessante toepassingen in de textielindustrie. Enkele voorbeelden zijn het elektrisch verwarmen van textiel, ultralichte camouflage en draagbare spannings- of druksensoren voor digitale gezondheidsmonitoring.
De geleidende eigenschappen van de stof werden verbeterd door vooraf alkalische oppervlaktemodificatie, gevolgd door laag-voor-laag immobilisatie met een hypervertakte polyamidoaminedendrimeer en reductiebehandeling om gereduceerde grafeenoxide (rGO) nanosheets te vormen.
Geleidbaarheid
Grafeen gebreide stof is een textiel dat elektrische geleidbaarheid kan bieden. Het kan worden gebruikt om geleidende kleding te produceren, waardoor de tijd die nodig is om op te warmen voor een training wordt verkort of de spierprestaties worden verbeterd. Bovendien kan het materiaal worden gebruikt om sportkleding te maken die zowel comfortabel als ademend is. Het kan zelfs worden gebruikt om blessures te helpen voorkomen door lichaamswarmte naar de koude delen van het lichaam te leiden.
Er zijn verschillende methoden ontwikkeld om elektrisch geleidend textiel te bereiden, waaronder het smeltspinnen van geleidende nanovezels en elektrochemische dotering van grafeen op textielmedia. Deze methoden vereisen echter hoge temperaturen en chemische omstandigheden die de textielvezels kunnen vervormen of afbreken.
In deze studie werd polyestertextiel ondergedompeld in een GO-dispersie en bedekt met een laag grafeenoxide. Daarna werden de stoffen gedoteerd met nulwaardige ijzernanodeeltjes. De resulterende stoffen zijn geleidend en hebben een ver-infrarood-, antistatische en anti-ultraviolette afwerking.
Isolatie
Grafeen heeft uitstekende isolatie-eigenschappen, die op vele manieren kunnen worden gebruikt. Naast de geleidende eigenschappen heeft het ook antistatische en UV-bestendige eigenschappen. Het kan worden gecombineerd met natuurlijke vezels om een naadloos gebreid product te creëren dat zowel stijl als functionaliteit toevoegt. Met grafeen verrijkt textiel wordt al gebruikt om kleding en andere producten te maken. Ze worden ook toegepast op industrieel textiel, zoals geweven drukgevoelige en ademende stoffen voor de digitale gezondheidszorg.
Er zijn verschillende methoden voorgesteld om grafeen op textiel te enten, waaronder thermisch uitgloeien en chemische reductie. Deze methoden vereisen echter een hoge temperatuur en kunnen het textielmateriaal afbreken. Een effectievere methode is om GO-vlokken te verspreiden en vervolgens de stof met de oplossing te dopen. Hierdoor kan de GO zich aan het textiel hechten zonder te ontleden.
Het oppervlak van de op katoen gebaseerde GWF werd gemodificeerd met chitosan en hexadecylpyridiniumchloride (HDPC), wat de opname van GO Nano-sheets verbetert. De resultaten toonden aan dat het met HDPC behandelde monster de hoogste opname van GO had, met een elektrische weerstand van 128 O*cm na dertig dompel- en droogcycli.
Zachtheid
Grafeen wordt door textielbedrijven gebruikt om zachte en comfortabele kledingstukken te maken. Het materiaal kan helpen de lichaamstemperatuur te reguleren en zelfs de warmte van warmere gebieden naar koudere gebieden om te leiden. Het heeft ook het vermogen om te beschermen tegen bacteriële en statische schade. Verschillende fabrikanten gebruiken deze technologie om sportkleding te maken die de spierprestaties kan verbeteren en blessures kan voorkomen.
Een geleidende niet-geweven cellulose-grafeenstof werd met succes vervaardigd met behulp van een eenvoudige dompelcoatingmethode, en de elektrische, elektrothermische en elektromechanische eigenschappen ervan werden geëvalueerd. De treksterkte en het rekpercentage zijn aanzienlijk toegenomen met de reductie van GO naar rGO, wat in overeenstemming is met eerdere rapporten.
Het met rGO gecoate katoenen textiel vertoonde een lage absorptie van waterdruppels en een uitstekende wasechtheid na 10-12 verfcycli. Dit geeft aan dat de rGO-coatingmethode kan worden toegepast op een breed scala aan textielsoorten, zoals gebreide of geweven stoffen voor e-textiel. Deze aanpak is kosteneffectief en kan worden toegepast op elke vezel op basis van cellulose.
Duurzaamheid
Grafeen is een lichtgewicht en sterk materiaal, 200 keer sterker dan staal en niet giftig, waardoor het een veelbelovend ingrediënt is voor geleidend slim textiel. De veelzijdigheid ervan betekent dat steeds meer sportkledingmerken samenwerken met grafeenleveranciers om het in hun producten te verwerken. Deze nieuwe generatie stoffen wordt door atleten gekozen vanwege de thermische, geleidbaarheids- en flexibiliteitseigenschappen, waardoor hun prestaties en comfort worden verbeterd.
Om grafeen in vezels te integreren is het belangrijk om een methode te vinden die een sterke binding tussen de twee materialen kan bewerkstelligen. Het bereiden van een dispersie van grafeenoxide (GO) en het dompelen van de vezels daarmee lijkt de meest redelijke en schaalbare oplossing. Als alternatief kan ook direct thermisch gloeien worden gebruikt, maar dit vereist hoge temperaturen die niet haalbaar zijn in de textielindustrie.
Onderzoekers van het Flexible Electronics Work Package van het Graphene Flagship werken aan de ontwikkeling van met grafeen verrijkte geleidende polyestergarens (polyethyleentereftalaat, PET). Deze grafeenvlokken worden gemengd met PET en het resulterende composiet wordt tot stof geweven door middel van een groot, rekbaar en antibacterieel materiaal met ver-infrarood-, antistatische en UV-bestendige eigenschappen.
NL
