激光诱导石墨烯（LIG）赋能的智能纺织品正逐渐成为一种新型柔性电子产品，但其大规模和大型化制造仍面临挑战。本文，北京航空航天大学罗斯达 Sida Luo团队在《Chemical Engineering Journal》期刊发表名为“Continuous and freeform manufacturing of hybrid laser-induced graphene and polyimide woven fabrics for enabling smart-textile garments with multifunctional wearable applications”的论文，研究提出了一种全新的智能纺织品制造策略，可实现混合LIG与聚酰亚胺（PI）织物的快速、连续及自由形态制造，其长度可达10米，表面积可达3平方米。
研究发现，具有较大空隙空间的编织前驱体是确保转化后LIG具有最佳结构平整度和性能均匀性的关键，其片电阻变化始终小于5%，无论激光通量（从35.3到88.8 J/cm²）和加工尺寸（从1到30,000 cm²）如何变化。凭借独特的制造特性以及可优化的性能和特性，基于LIG/PI织物的智能夹克和多种智能服装最终被设计出来，以系统性地展示多模态可穿戴应用，包括生理监测、运动监测、液体检测、身体加热、摩擦发电照明和火灾报警。
图1. Concept, preparation, and demonstration of LIG/PI smart textiles. a) Concept of smart textiles with versatile functions. b) Schematic diagram of continuous manufacturing. c) Batch process of smart textiles with two commercial laser platforms. d) Continuous process of smart textiles with a homemade laser platform for showing ultra-long size. e) Smart textiles with three different LIG patterns. f) Smart textiles packaged in different engineering plastics or composites. g) Demonstration of a LIG/PI fabric assembled smart jacket.
综上所述，我们提出了一种全新的智能纺织品制备策略。通过一步激光加工工艺，实现了连续且自由形态的PI织物的制备，该工艺涉及对关键编织前驱体的调制。通过连续且稳定的自由形态制造LIG/PI织物，最终实现了智能夹克和多种智能服装。由于片电阻变化小于5%，无论面积从1到30,000 cm²增加，智能夹克和多种智能服装均展现出卓越的稳定性和多模态可穿戴应用。作为夹克的组成部分，背部区域通过低电压光热效应和焦耳热效应维持全天候体温。此外，袖子区域的LIG中串联连接了三个热电纳米片（TENG）传感器，可控制加热温度。袖子另一区域集成了温度（非接触式火源）和液体（喷洒、滴落和飞溅）报警功能，用于监测环境。在夹克侧面，一个自供电的TENG传感器用于监测行走和跑步状态。对于小型服装，基于LIG/PI面料的智能口罩、手套和贴片已分别制成，用于监测呼吸状态、手指动作和颈动脉脉搏。综上所述，凭借定制化制造和多功能性能，智能纺织品模型已构建并应用于多场景，体现了LIG/PI面料满足未来智能可穿戴领域大规模制造需求的能力。
文献：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.166142
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