DOI: 10.1016/j.matdes.2021.109761

柔性、轻质且实用的发光纤维在智能纺织品领域备受关注。本研究报道了一种可连续大规模生产的柔性聚集诱导发光（AIEgen）纤维。将通过共轭静电纺丝制备的荧光纳米纤维包裹在柔性芯纤维表面上，形成了皮芯AIEgen纤维。采用非交互正交实验设计方法，对静电纺丝参数，包括纺丝浓度、牵引速率、纺丝速率和四苯乙烯（TPE）浓度进行了设计和优化。优化的柔性AIEgen纤维既保留了芯纤维的优良力学性能，又具有包裹型荧光纳米纤维的荧光性能。另外，所制备的AIEgen纤维在拉伸、弯曲、洗涤和摩擦后仍显示出良好的荧光特性和优异的耐久性。与以往报道的需要外接电源或制备复杂的发光纤维不同，本研究所制备的柔性AIEgen纤维可以大规模连续制备，在服装展示、防伪、信息传输和有害气体检测方面具有良好的有效性，在可穿戴智能纺织品中显示出巨大的潜力。

图1.TPE的合成。

图2.用于大规模生产AIEgen纤维的共轭静电纺丝法的示意图和实验装置。

图3.（a）AIEgen纤维及其在智能发光纺织品中应用的示意图。（b）自然光和（c）紫外线激发下的AIEgen纤维照片。（d）长度为300厘米的连续AIEgen纤维。（e-g）三种不同颜色的打结AIEgen纤维的照片。（h）在紫外光激发下，将AIEgen纤维编织成花形，（i）缠绕在玻璃棒上。

图4.（a）在不同纺丝参数下制备的AIEgen纤维的发射光谱。（b）FY1-FY9纤维的应力-应变曲线。（c）FY1-FY9纤维的荧光纳米纤维覆盖率。

图5.纺丝参数对（a）荧光强度，（b）断裂应变和（c）AIEgen纤维覆盖率的影响趋势图。

图6.FY1-FY9荧光纳米纤维的低倍SEM图像（插图：高倍SEM图像）。

图7.FY1-FY9荧光纳米纤维的直径分布图。

图8.AIEgen纤维的TPE线密度与最大荧光强度之间的关系。

图9.（a）AIEgen纤维横截面的SEM图像。（b）紫外灯照射的纤维横截面的光学图像。

图10.PET芯纤维、含TPU纳米纤维的PET和AIEgen纤维的FTIR光谱。

图11.（a）PET芯纤维和（b）AIEgen纤维在氮气气氛下的TG和DTG曲线。（c）PET芯纤维和（d）AIEgen纤维的DSC热分析图。

图12.（a）拉伸前后AIEgen纤维的荧光强度比。从左到右的插图分别是卸载、加载100g和加载200g的荧光图像。（b）AIEgen纤维在0°至90°弯曲下的荧光强度比，以及10°、50°和90°弯曲下的荧光图像。（c）洗涤前后的荧光强度比，1次洗涤、3次洗涤和5次洗涤的荧光图像。（d）AIEgen纤维在磨损前后的荧光强度比，以及无磨损、50次磨损循环和90次磨损循环的纤维形态。

图13.（a）用AIEgen纤维绣的TPE图案，以及（b）在紫外线激发下的发光性能。（c）由TPU和AIEgen纤维制成的十字绣织物，以及（d）在紫外线刺激下的发光字母TGU。（e）由AIEgen纤维和TPU纤维制成的具有QR码图案的十字绣织物，以及（f）在紫外光激发下的发光性能。（g）AIEgen纤维在防伪信息识别中的应用示意图。

图14.（a）暴露于挥发性丙酮的AIEgen纤维图案的示意图，（b）用挥发性丙酮处理10分钟之前和之后该图案的荧光强度比。（c）具有有害气体检测功能的AIEgen纤维织物的示意图。