İletken sıcak hava dokuma olmayan kumaş iletkenliği ve nefes alabilirliği nasıl dengeler?

Yeni bir fonksiyonel malzeme olarak, İletken sıcak hava dokuma olmayan kumaş Akıllı giyilebilir cihazlarda, tıbbi izleme, otomotiv iç mekanlarında ve elektronik ekipmanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. En büyük özelliği, geleneksel dokuma olmayan kumaşların hafifliğini, yumuşaklığını ve nefes alabilirliğini korurken malzemeye mükemmel iletkenlik verebilmesidir. Bununla birlikte, pratik uygulamalarda, nefes alabilirliğinden ödün vermeden iletkenliğin nasıl iyileştirileceği, malzeme tasarımı ve üretiminde önemli bir teknik sorun haline gelmiştir.

1. İletken sıcak hava dokuma olmayan kumaş temel yapısı ve prensibi
İletken sıcak hava dokuma olmayan kumaş genellikle temel malzeme olarak polyester (PET) ve polipropilen (PP) gibi polimer malzemelerden yapılır ve iletken dolgu maddeleri (karbon siyahı, grafen, metal nanoparçacıklar veya iletken polimerler gibi) ilave edilerek hazırlanır. Kalıplama işlemi, üç boyutlu gözenekli bir yapı oluşturmak için lifleri yüksek sıcaklıklı hava akışından kısmen eritmek ve bağlamak için sıcak hava bağlama teknolojisi kullanır.

Bu yapı sadece malzemenin mekanik mukavemetini ve esnekliğini sağlamakla kalmaz, aynı zamanda çok sayıda mikro gözenekli kanal tutar, böylece iyi nefes alabilirlik elde eder. İletken performans, fiber ağındaki iletken dolgu maddesinin dağıtım durumuna ve bağlantısının oluşturduğu iletken yola bağlıdır.

2. İletkenlik ve hava geçirgenliği arasındaki çelişki ve denge mekanizması
Malzeme tasarımında, genellikle iletkenlik ve hava geçirgenliği arasında belirli bir çelişki vardır:

İletkenlik Gereksinimleri: Daha yüksek iletkenlik elde etmek için, genellikle iletken dolgu maddelerinin içeriğini arttırmak veya matristeki bağlantılarını geliştirmek gerekir, bu da fiber boşlukların doldurulmasına veya engellenmesine neden olabilir.

Hava geçirgenliği gereksinimleri: Hava geçirgenliği, malzemenin içindeki boşluk oranı ve gözenek yapısına bağlıdır. İletken dolgu maddeleri çok yoğun dağıtılırsa, gözeneklilik azalır ve hava sirkülasyonu etkilenir.
Bu nedenle, ikisi arasında bir denge elde etmek için aşağıdaki yönlerden başlamak gerekir:

İletken dolgu maddelerinin türünü ve oranını optimize edin
Yüksek en boy oranı ve düşük perkülasyon eşiğine (karbon nanotüpler, grafen gibi) olan iletken dolgu maddelerinin seçilmesi, daha düşük bir ilave miktarında daha iyi iletkenlik elde edebilir ve böylece hava geçirgenlik yapısı üzerindeki etkiyi azaltabilir.

Fiber düzenleme ve gözenek yapısının düzenlenmesi
Sıcak hava bağlanma işlemi sırasında, fiberler arasındaki bağlanma derecesi, yeterli gözenek boşluğunu korurken kararlı üç boyutlu bir iskelet yapısının oluşumunu sağlamak için hava akış hızını, sıcaklığı ve süreyi ayarlayarak kontrol edilir.
Kompozit yapı tasarımı
İletken tabaka ve nefes alabilen tabaka, yüzeyi iletken malzemelerle kaplamak veya genel nefes alabilirliği etkilemeden yerel iletken fonksiyona ulaşabilen iletken liflerin ve sıradan liflerin katmanlar halinde düzenlenmesi gibi kompozer olarak tasarlanmıştır.
Mikro gözenekli tedavi sürecini tanıtmak
Malzeme oluştuktan sonra, mikro gözenekli yapı, iletken ağın bütünlüğünü önemli ölçüde etkilemeden nefes alabilirliği geliştirmeye yardımcı olan fiziksel veya kimyasal yöntemlerle daha da oluşturulur.

3. Pratik uygulamalarda performans ve doğrulama
Akıllı giyilebilir cihazlarda, iletken sıcak hava dokuma olmayan kumaşlar genellikle esnek sensörler, ısıtma elemanları veya antistatik kumaşlar için kullanılır. Bu uygulama senaryoları malzemenin konforu için yüksek gereksinimlere sahiptir, bu nedenle nefes alabilirlik göz ardı edilemez.

Deneysel veriler, optimize edilmiş iletken sıcak hava dokuma olmayan kumaşın, 10^3 Ω · cm'den az bir direnç ve insan giyme konforunun ihtiyaçlarını tamamen karşılayan 50 L/(m² · s) 'den fazla bir hava geçirgenliğine sahip olduğunu göstermektedir. Ek olarak, malzeme tekrar tekrar bükülme ve gerilmeden sonra kararlı iletken özellikleri koruyabilir, bu da iyi dayanıklılık gösterir.

İletken sıcak hava dokuma olmayan kumaşlar iletkenliği ve nefes alabilirliği dengelemede büyük bir potansiyel göstermektedir. Malzeme bilimi ve işleme teknolojisinin işbirliğine dayalı yeniliği sayesinde, sadece geleneksel malzemelerin işlevsel sınırlamalarını çözmekle kalmaz, aynı zamanda gelişmekte olan alanlardaki uygulama sınırlarını da genişletebiliriz. Gelecekte, teknoloji ilerlemeye devam ettikçe, bu tür malzemeler akıllı tekstil ve esnek elektronik alanlarında daha önemli bir rol oynayacaktır.