分享喷墨打印领域新技术、新工艺、新产品
2025年1月2日：由南安普顿大学和布里斯托尔西英格兰大学领导的研究小组表明，可穿戴电子纺织品 (e-textiles) 既可持续又可生物降解。
一项新的研究还涉及埃克塞特大学、剑桥大学、利兹大学和巴斯大学，描述并测试了一种全新的可持续方法，用于生产完全喷墨打印的环保电子纺织品，称为“智能、可穿戴、环保电子纺织品”，简称“SWEET”。
研究结果发表在《能源与环境材料》杂志上。
电子纺织品是指嵌入电子元件（如传感器、电池或灯）的纺织品。它们可能用于时尚、高性能运动服或医疗用途，例如监测人体生命体征的服装。
这种纺织品需要耐用、穿着安全、舒适，而且，在一个越来越关注服装浪费的行业中，当不再需要它们时，它们还需要对环境友好。
这项研究的负责人、南安普顿大学温彻斯特艺术学院的纳兹穆尔·卡里姆教授解释说：“将电子元件集成到传统纺织品中使材料的回收变得复杂，因为传统纺织品中通常含有不易生物降解的金属，例如银。我们选择可持续材料和制造的潜在环保方法克服了这个问题，使织物在处理时能够分解。”
该团队的设计分为三层：传感层、传感器接口层和基层织物。
它使用一种名为天丝的纺织品作为基底，这种纺织品由可再生木材制成，可生物降解。
设计中的有源电子设备由石墨烯和一种名为 PEDOT:PSS 的聚合物制成。
这些导电材料通过喷墨精密打印到织物上。
研究人员使用五名志愿者测试了材料样本，以持续监测人体生理状况。
与监测设备相连的织物样本被贴在参与者戴的手套上。
结果证实，该材料能够达到行业标准水平，有效可靠地测量心率和温度。
埃克塞特大学可持续材料副教授、这项研究的合著者 Shaila Afroj 博士强调了这一性能的重要性：“使用环保材料实现可靠的行业标准监测是一个重要的里程碑。它表明可持续性不必以牺牲功能为代价，特别是在医疗保健等关键应用中。”
经过四个月的分解后，电子纺织品的各个层面。
随后，项目团队将电子纺织品埋入土壤中，以测量其可生物降解的特性。
四个月后，织物失去了48%的重量和98%的强度，表明分解速度相对较快且有效。
此外，生命周期评估显示，石墨烯基电极对环境的影响比标准电极低 40 倍。
西英格兰布里斯托尔大学的Marzia Dulal是英联邦博士生，也是这项研究的第一作者，她强调了石墨烯电子纺织品对环境的影响：“我们的生命周期分析表明，与传统电子产品相比，石墨烯电子纺织品对环境的影响很小。对于希望减少生态影响的行业来说，石墨烯电子纺织品是一个更负责任的选择。”
喷墨印刷工艺也是一种更可持续的电子纺织品制造方法，它可以根据需要在纺织品上沉积精确数量的功能材料，几乎不会产生材料浪费，而且比传统的丝网印刷消耗更少的水和能源。
Karim教授总结道：“在垃圾填埋场污染日益严重的情况下，我们的研究有助于解决电子纺织品生物降解研究不足的问题。这些材料在我们的生活中将变得越来越重要，特别是在医疗保健领域，因此，我们必须考虑如何让它们在制造和处理过程中更加环保。”
研究人员希望，他们现在可以继续设计由SWEET制成的可穿戴服装，以便在医疗保健领域得到应用，特别是在早期发现和预防全球6.4亿人（来源：BHF）患有的心脏相关疾病领域。
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