Il grafene ha molte applicazioni interessanti nell’industria tessile. Alcuni esempi includono tessuti riscaldati elettricamente, mimetiche ultraleggere e sensori di deformazione o pressione indossabili per il monitoraggio digitale della salute.
Le proprietà conduttive del tessuto sono state migliorate attraverso la modificazione della superficie pre-alcalinizzata, seguita dall'immobilizzazione strato per strato con un dendrimero di poliammidoammina iperramificata e da un trattamento di riduzione per formare nanofogli di ossido di grafene ridotto (rGO).
Conduttività
Tessuto a maglia di grafene è un tessuto in grado di fornire conduttività elettrica. Può essere utilizzato per produrre indumenti conduttivi, che potrebbero aiutare a ridurre il tempo necessario per riscaldarsi per un allenamento o aumentare le prestazioni muscolari. Inoltre, il materiale può essere utilizzato per realizzare abbigliamento sportivo comodo e traspirante. Può anche essere utilizzato per prevenire gli infortuni dirigendo il calore corporeo verso le zone fredde del corpo.
Sono stati sviluppati diversi metodi per preparare tessuti elettricamente conduttivi, tra cui la filatura per fusione di nanofibre conduttive e il drogaggio elettrochimico del grafene su mezzi tessili. Tuttavia, questi metodi richiedono temperature elevate e condizioni chimiche che possono deformare o decomporre le fibre tessili.
In questo studio, i tessuti in poliestere sono stati immersi in una dispersione GO e rivestiti con uno strato di ossido di grafene. Successivamente, i tessuti sono stati drogati con nanoparticelle di ferro zerovalenti. I tessuti risultanti sono conduttivi e hanno una finitura nel lontano infrarosso, antistatica e anti-ultravioletta.
Isolamento
Il grafene ha eccellenti proprietà isolanti, che possono essere utilizzate in molti modi. Oltre alle sue proprietà conduttive, ha anche qualità antistatiche e resistenti ai raggi UV. Può essere combinato con fibre naturali per creare un prodotto lavorato a maglia senza cuciture che aggiungerà stile e funzionalità. I tessuti arricchiti con grafene vengono già utilizzati per realizzare abbigliamento e altri prodotti. Vengono applicati anche ai tessuti industriali, come i tessuti sensibili alla pressione e traspiranti per l’assistenza sanitaria digitale.
Sono stati proposti diversi metodi per innestare il grafene sui tessuti, tra cui la ricottura termica e la riduzione chimica. Tuttavia, questi metodi richiedono una temperatura elevata e possono decomporre il materiale tessile. Un metodo più efficace consiste nel disperdere le scaglie di GO e quindi immergere il tessuto nella soluzione. Ciò consente al GO di legarsi al tessuto senza decomporsi.
La superficie del GWF a base di cotone è stata modificata con chitosano e cloruro di esadecilpiridinio (HDPC), che migliora l'assorbimento dei fogli GO Nano. I risultati hanno mostrato che il campione trattato con HDPC presentava il massimo assorbimento di GO, con una resistività elettrica di 128 O*cm dopo trenta cicli di immersione e asciugatura.
Morbidezza
Il grafene viene utilizzato dalle aziende tessili per creare indumenti morbidi e confortevoli. Il materiale può aiutare a regolare la temperatura corporea e persino a reindirizzare il calore dalle zone più calde a quelle più fredde. Ha anche la capacità di proteggere dai danni batterici e statici. Diversi produttori utilizzano questa tecnologia per realizzare abbigliamento sportivo in grado di aumentare le prestazioni muscolari e prevenire gli infortuni.
Un tessuto non tessuto conduttivo di cellulosa-grafene è stato fabbricato con successo utilizzando un semplice metodo di rivestimento per immersione e sono state valutate le sue proprietà elettriche, elettrotermiche ed elettromeccaniche. La sua resistenza alla trazione e la percentuale di allungamento sono aumentate significativamente con la riduzione di GO a rGO, in accordo con i rapporti precedenti.
Il tessuto di cotone rivestito con rGO ha mostrato un basso assorbimento di gocce d'acqua e un'eccellente solidità al lavaggio dopo 10-12 cicli di tintura. Ciò indica che il metodo di rivestimento rGO può essere applicato a un'ampia gamma di tessuti, come tessuti a maglia o tessuti per e-textiles. Questo approccio è economicamente vantaggioso e può essere applicato a qualsiasi fibra a base di cellulosa.
Durabilità
Il grafene è un materiale leggero e resistente, 200 volte più resistente dell’acciaio e non tossico, il che lo rende un ingrediente promettente per i tessuti conduttivi intelligenti. La sua versatilità fa sì che sempre più marchi di abbigliamento sportivo collaborino con fornitori di grafene per incorporarlo nei loro prodotti. Questa nuova generazione di tessuti viene scelta dagli atleti per le sue proprietà termiche, conduttività e flessibilità, aumentandone le prestazioni e il comfort.
Per integrare il grafene nelle fibre, è importante trovare un metodo in grado di ottenere un forte legame tra i due materiali. Preparare una dispersione di ossido di grafene (GO) e rivestire le fibre con esso sembra essere la soluzione più ragionevole e scalabile. In alternativa, è possibile utilizzare anche la ricottura termica istantanea, ma richiede temperature elevate che non sono realizzabili nell'industria tessile.
I ricercatori del pacchetto di lavoro sull’elettronica flessibile del Graphene Flagship stanno lavorando allo sviluppo di filati di poliestere conduttivo arricchiti con grafene (polietilene tereftalato, PET). Questi fiocchi di grafene sono mescolati con PET e il composito risultante viene intrecciato in tessuto Greathable, tessuto elasticizzato e antibatterico con proprietà di resistenza agli infrarossi lontani, antistatiche e ai raggi UV.
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