文章亮点：

通过在石墨烯气凝胶纤维中引入不同类型的有机相变材料，并在纤维表面涂覆氟碳树脂涂层，制备得到相变温度可调、相变焓值可调及具有多重刺激响应行为的石墨烯气凝胶智能纤维，该智能纤维及其织物展示出自清洁的超疏水表面及多重刺激（光/电/热）响应的可逆能量转换与存储特性。

智能纤维，作为能够响应各种外部刺激的织物的基本结构单元，已成为推动新型柔性可穿戴系统（诸如传感器，驱动器，仿生组织，机器人技术，能量捕获器件，调温服装和加热器等）发展的重要驱动力。目前大多数织物纤维，多以天然或半合成聚合物组分为主，其本征的电绝缘与热绝缘特性，不仅限制了织物纤维在传统电子设备中的应用，还束缚着新型可穿戴电子产品和智能机器人的发展。

石墨烯气凝胶具有优异的电导率、热导率、强的光吸收性能（黑色）及优异的机械性能，可赋予PCM以优异的外部刺激响应行为及高效的能量转换与存储性能。

然而，块体石墨烯气凝胶相变复合材料在三维方向上具有的刚性-均匀性，使其难以应用于柔性可穿戴系统之中。将石墨烯气凝胶纤维化，随后在纤维结构中引入相变材料，不仅最大化利用各种材料的理化性能，还可极大简化了智能纤维的设计与制备工艺，在新型柔性智能可穿戴器件的发展中占有重要地位。

       有鉴于此，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所张学同教授课题组将石墨烯气凝胶纤维、相变材料与疏水氟碳树脂有机结合，制备得到柔性、自清洁的石墨烯气凝胶相变智能纤维，实现纤维与织物中能源存储与转换、自清洁、调温、加热等的多重刺激响应功能的集成。

            图1.合成示意图

在这项工作中，石墨烯气凝胶智能纤维（ASFs）的制备包括：石墨烯气凝胶的湿法纺丝、相变材料填充及氟碳树脂包裹。该智能纤维包含规整的石墨烯多孔网络、填充在孔结构中的相变材料及包裹在纤维表面的氟碳树脂涂层。该纤维具有可调的相变焓值（0-186 J g^-1）、相变温度，且该纤维及织物展现出超疏水表面-自清洁功能及多种外部刺激（光、电、热）响应的可逆热转换/存储性能，适用于不同变化环境中的柔性可穿戴织物及便携式设备中。

图2. 材料测试

   简而言之，一种柔性、自清洁石墨烯气凝胶智能纤维经由石墨烯气凝胶纤维、相变材料及氟碳树脂涂层有机结合制备得到。该气凝胶智能纤维具有可调的相变温度、相变焓值、多重刺激响应行为及自清洁功能。此外，该纤维可以加捻、编织，且所得织物展现出自清洁的超疏水行为及优异的外部刺激响应（电/光/热）的热能转换与存储功能，为新一代可穿戴系统的发展提供更为宽广的应用。

参考文献：

Guangyong Li, GuoHong, Dapeng Dong, Wenhui Song, Xuetong Zhang*, Multiresponsive Graphene-Aerogel-DirectedPhase-Change Smart Fibers, Advanced Materials, 2018, DOI:10.1002/adma.201801754.

团队介绍：

张学同研究员，英国皇家学会Newton Advanced Fellowship，科技部国家重点研发计划项目负责人，中科院“百人计划”研究员、博士生导师，江苏省创新创业“双创计划”引进人才，苏州纳米所先进材料部副主任、苏州市“纳米节能技术与低碳建筑应用”重点实验室主任，“气凝胶”团队负责人，美国化学会会员，中国化学会纳米化学专业委员会委员。国家自然科学奖会评专家（材料组），中国气凝胶国家标准编制组成员。研究包括碳基气凝胶的可控制备及其能源应用；高分子基气凝胶的结构与性能控制；超分子气凝胶的设计合成；氧化硅气凝胶的基础研究与产业化应用等方面。气

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