Le graphène a de nombreuses applications intéressantes dans l’industrie textile. Quelques exemples incluent les textiles chauffants électriquement, le camouflage ultra-léger et les capteurs de contrainte ou de pression portables pour la surveillance numérique de la santé.
Les propriétés conductrices du tissu ont été améliorées grâce à une modification de surface pré-alcalinisée, suivie d'une immobilisation couche par couche avec un dendrimère de polyamidoamine hyperramifié et d'un traitement de réduction pour former des nanofeuilles d'oxyde de graphène réduit (rGO).
Conductivité
Tissu tricoté en graphène est un textile qui peut fournir une conductivité électrique. Il peut être utilisé pour produire des vêtements conducteurs, ce qui pourrait contribuer à réduire le temps nécessaire à l’échauffement avant une séance d’entraînement ou à augmenter les performances musculaires. De plus, le matériau peut être utilisé pour fabriquer des vêtements de sport à la fois confortables et respirants. Il peut même être utilisé pour aider à prévenir les blessures en dirigeant la chaleur corporelle vers les zones froides du corps.
Plusieurs méthodes ont été développées pour préparer des textiles électriquement conducteurs, notamment le filage par fusion de nanofibres conductrices et le dopage électrochimique du graphène sur des supports textiles. Cependant, ces méthodes nécessitent des températures et des conditions chimiques élevées qui peuvent déformer ou décomposer les fibres textiles.
Dans cette étude, les textiles en polyester ont été immergés dans une dispersion GO et recouverts d'une couche d'oxyde de graphène. Après cela, les tissus ont été dopés avec des nanoparticules de fer zérovalent. Les tissus obtenus sont conducteurs et possèdent une finition infrarouge lointain, antistatique et anti-ultraviolette.
Isolation
Le graphène possède d’excellentes propriétés isolantes, qui peuvent être utilisées de nombreuses manières. En plus de ses propriétés conductrices, il possède également des qualités antistatiques et résistantes aux UV. Il peut être combiné avec des fibres naturelles pour créer un produit tricoté sans couture qui ajoutera à la fois style et fonctionnalité. Les textiles enrichis en graphène sont déjà utilisés pour fabriquer des vêtements et d’autres produits. Ils sont également appliqués aux textiles industriels, tels que les tissus tissés sensibles à la pression et respirants pour les soins de santé numériques.
Plusieurs méthodes ont été proposées pour greffer du graphène sur des textiles, notamment le recuit thermique et la réduction chimique. Cependant, ces méthodes nécessitent une température élevée et peuvent décomposer la matière textile. Une méthode plus efficace consiste à disperser les flocons GO, puis à tremper le tissu avec la solution. Cela permet au GO de se lier au textile sans se décomposer.
La surface du GWF à base de coton a été modifiée avec du chitosane et du chlorure d'hexadécylpyridinium (HDPC), ce qui améliore l'absorption des feuilles GO Nano. Les résultats ont montré que l'échantillon traité au HDPC présentait la plus forte absorption de GO, avec une résistivité électrique de 128 O*cm après trente cycles de trempage et de séchage.
Douceur
Le graphène est utilisé par les entreprises textiles pour créer des vêtements doux et confortables. Le matériau peut aider à réguler la température corporelle et même à rediriger la chaleur des zones les plus chaudes vers les zones plus froides. Il a également la capacité de protéger contre les dommages bactériens et statiques. Plusieurs fabricants utilisent cette technologie pour fabriquer des vêtements de sport capables d’augmenter les performances musculaires et de prévenir les blessures.
Un tissu non tissé conducteur de cellulose-graphène a été fabriqué avec succès à l'aide d'une simple méthode de revêtement par immersion, et ses propriétés électriques, électrothermiques et électromécaniques ont été évaluées. Sa résistance à la traction et son pourcentage d'allongement ont augmenté de manière significative avec la réduction de GO en rGO, ce qui est en accord avec les rapports précédents.
Le textile en coton enduit de rGO a montré une faible absorption des gouttelettes d'eau et une excellente solidité au lavage après 10 à 12 cycles de teinture. Cela indique que la méthode de revêtement rGO peut être appliquée à une large gamme de textiles, tels que les tissus tricotés ou tissés pour les textiles électroniques. Cette approche est rentable et peut être appliquée à n’importe quelle fibre à base de cellulose.
Durabilité
Le graphène est un matériau léger et résistant, 200 fois plus résistant que l’acier et non toxique, ce qui en fait un ingrédient prometteur pour les textiles conducteurs intelligents. Sa polyvalence signifie que de plus en plus de marques de vêtements de sport collaborent avec des fournisseurs de graphène pour l'intégrer dans leurs produits. Cette nouvelle génération de tissus est choisie par les sportifs pour ses propriétés thermiques, de conductivité et de flexibilité, améliorant leurs performances et leur confort.
Pour intégrer le graphène dans les fibres, il est important de trouver une méthode permettant d’obtenir une liaison solide entre les deux matériaux. Préparer une dispersion d’oxyde de graphène (GO) et enduire les fibres par immersion semble être la solution la plus raisonnable et la plus évolutive. Alternativement, le recuit thermique instantané peut également être utilisé mais nécessite des températures élevées qui ne sont pas réalisables dans l'industrie textile.
Les chercheurs du groupe de travail Flexible Electronics du Graphene Flagship travaillent au développement de fils conducteurs en polyester (polyéthylène téréphtalate, PET) enrichis en graphène. Ces flocons de graphène sont composés de PET et le composite résultant est tissé en tissu Greathable, extensible et antibactérien avec des propriétés de résistance aux infrarouges lointains, antistatiques et aux UV.
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