DOI: 10.1039/d0ra05430e

为了解决电子废弃物迅速增长带来的生态问题，导电和可生物降解材料被广泛应用于一系列可穿戴电子产品中。本文报道了在电纺聚（3-己内酯）纳米纤维表面原位聚合苯胺产生的全有机、导电和可生物降解的核-壳纳米纤维纱线的设计和制备。研究了苯胺单体浓度对聚苯胺沉积层形貌和电阻率的影响。在多个拉伸和恢复循环中，电阻几乎随应变瞬间变化。这种对机械加载和卸载的快速、灵敏的响应有助于验证将导电纱线用作应变传感器监测人体运动的可能性。将纱线股数增加到三股会导致电阻降低三倍。通过缝合将合股加捻纱结合到织物中，以证明其作为可穿戴电极在电容传感器中的用途。该方法为制备用于可生物降解智能纺织品的全有机、导电、可生物降解纳米纤维纱线奠定了基础。

图1.生产连续加捻纱的设备示意图。

图2.制备PANI修饰PNYs的示意图。

图3.示意图显示了进一步（a）加捻单根电纺纱线和（b）加捻以生产合股纱的装置。

图4.（a）朝收集器方向的3D纳米纤维锥的照片，（b）加捻纱，（c）定向PCL纳米纤维的SEM图像和（d）（c）的放大图像。（e）PANI/PCL核-壳纳米纤维和（f）（e）的放大图像。

图5.苯胺浓度为（a）0％，（b）0.5％，（c）1.0％，（d）2.0％的PANI/PC1电纺垫的SEM图像。

图6.单位长度电阻随苯胺浓度的变化。

图7.（a）纯PCL和CBNYs（由苯胺0.5％，1％和2％聚合而成）的TGA曲线和（b）DSC曲线。

图8.CBNYs的SEM图像：（a）单股，（b）2股，（c）3股。

图9.电阻随股数的变化。

图10.（a）电阻随纱线拉伸应变的变化。（b）在多个拉伸-恢复循环中，纱线随时间变化的归一化电阻（最大应变为20％）。

图11.（a）用PCL/PANI复合材料和聚酰胺纱线编织的织物的光学显微图像，（b和c）织物的SEM图像。（d）缝制纱线的光学显微图像，（e和f）缝制纱线的SEM图像。

图12.通过使用柔性电容传感器操作LED，展示了CBNYs的电传导特性，（a）通过触摸打开，（b）松开保持不变，（c）关闭，以及（d）松开保持不变。

图13.随着堆肥天数的增加，材料的物理外观。

图14剩余重量百分比与天数的关系。