近日，武汉纺织大学化工学院于志财/何华玲课题组在化工材料领域国际顶级期刊《Chemical Engineering Journal》上发表了题为“A wearable self-powered fire warning e-textile enabled by aramid nanofibers/MXene/silver nanowires aerogel fiber for fire protection used in firefighting clothing”研究论文（DOI：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.141661）。化工学院教师何华玲为该论文的第一作者, 2021级硕士研究生秦怡为共同第一作者，通讯作者为武汉纺织大学于志财特聘教授，武汉纺织大学技术研究院王金凤教授为共同作者。该工作得到国家先进功能纤维创新中心，武汉纺织大学先进纺纱织造及清洁生产国家地方联合工程实验室开放基金的资助。
基于热电材料的传感器可将热能转换成为电能，从而产生电信号，实现自供电火灾预警功能。其中，基于热电纤维的自供电火灾预警柔性器件，以非干扰的“人-衣”接口，实现系统所覆盖物理空间中监测对象的局部物联，且具有穿着舒适、耐水洗、形状自适应性等优点，是构建火灾预警穿戴系统的理想载体。其次，相比被广泛报道的氧化石墨烯（GO）基热阻响应传感器，MXene基火灾预警传感器具有可重复使用的优点，且整个器件无需其他辅助外部电源即可主动实现对外界 “高温”做出快速、可靠的响应，近几年已迅速成为该领域的研究热点。
近期，该课题组通过湿法纺丝技术将Ti3C2Tx MXene与银纳米线(Ag NWs)引入芳纶纳米纤维气中，并在内部构建Ag NWs/MXene的3D导电网络结构，实现了自供电的火灾超前精确预警。该热电纤维可编制成织物基柔性传感器，实现将外界温度信号转化为电压信号，根据所产生的电压与所暴漏温度的线性关系，实现对100-400℃范围内温度的实时监测。其次，该芳纶基热电纤维还具有拉伸、弯曲以及扭曲等形变特性，使其制备的柔性传感器具备极佳的灵敏度和柔韧性，有望被集成于消防服装并赋予高温预警功能。当消防服在恶行高温热辐射火灾环境中所承受温度超过一定安全要求阈值，从而触发火灾预警系统，提醒消防员及时撤退火场环境，对消防员在灭火作业时的安全防护意义重大（图1）。
图.芳纶基热电纤维制备及自供电火灾预警柔性传感器。
于志财/何华玲课题组长期从事纤维/织物基火灾预警柔性传感器的开发与应用，该文章也是课题组近期在柔性火灾预警传感器方向的最新进展之一，是前期研究工作ACS Nano (2022)：16, 2953-2967(入选Materials Science领域ESI全球Top 1%高被引论文)、Composites Part B: Engineering（2022）：110348、Carbohydrate Polymers（2021）：117485等的延续。
原文连接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.141661
