為解決上述問題，江南大學的付少海、肯特州立大學的John L. West提出一種具有液晶外殼的響應性纖維的制備方法，研究者們將纖維先后通過液晶溶液、高聚物溶液，得到具有核殼結(jié)構(gòu)的響應性液晶復合纖維，既保留了液晶的響應性同時具有一定的柔韌性。其中纖維提供強度，液晶小分子作為響應性涂層，高聚物溶液則對該涂層起穩(wěn)定作用以防止破碎脫落。與以往的液晶芯纖維相比，可操作性更大，對纖維性能的可控程度更高，對于制備新型的可穿戴設備有一定的啟發(fā)意義，相關(guān)成果以題目為“Responsive Liquid-Crystal-Clad Fibers for Advanced Textiles and Wearable Sensors”的研究論文發(fā)表在《Advanced Materials》上。

【圖文解析】

圖1 液晶復合纖維（LCC fibers）的結(jié)構(gòu)與制備示意圖

（a）尼龍纖維先后經(jīng)過膽甾相液晶混合物（CLC）與高聚物溶液，待溶劑揮發(fā)后即得到液晶復合纖維。其中，膽甾相液晶混合物為膽固醇壬酸酯：膽固醇油醇碳酸酯：氯化膽固醇=1:1:0.6，高聚物溶液為聚乙烯吡咯烷酮（PVP），起固定液晶殼層的作用。（b）、（c）由于高聚物溶液與液晶不相溶，故表現(xiàn)出明顯的界面。

圖2 液晶復合纖維以及相應的CLC芯纖維的光學性質(zhì)

（a）為不同結(jié)構(gòu)液晶纖維的波長與反射率的關(guān)系。（b）為液晶平板的示意圖。（c）、（d）及（e）為不同結(jié)構(gòu)液晶纖維的顯微圖像，其中（c）圓液晶復合纖維、（d）熱壓液晶復合纖維、（e）圓聚合物分散液晶復合纖維。

圖3 液晶復合編織物外觀在不同溫度及觀察角度下的變化示意圖

通過改變液晶的組成，得到具有不同響應性能的液晶復合纖維，再編織成織物即可得到具有復雜性能的可穿戴傳感器。

總結(jié)與展望

研究者們提出一種制備具有復雜結(jié)構(gòu)的響應性纖維的方法，該方法對于現(xiàn)有商用纖維具有普適性，操作簡便，能耗低，可自動化連續(xù)地生產(chǎn)。將該響應性纖維進行編織可得到一系列可穿戴傳感器，例如，可將這種響應性纖維編織成襪子，自動檢測皮膚異常的溫度變化以盡早發(fā)現(xiàn)某些疾病。

參考文獻：Guan, Y., Agra-Kooijman, D. M., Fu, S., Jakli, A., &West, J. L. (2019). Responsive Liquid-Crystal-Clad Fibers for Advanced Textilesand Wearable Sensors. Adv Mater, e1902168. doi:10.1002/adma.201902168

全文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adma.201902168