边防战士们的生活环境是非常艰苦，我国的北方以及西部地区，很多地方天气都是非常寒冷，而且很多都是高原地区，在最寒冷的时候都是处于一片冰天雪地的状态，军人们平时站岗、训练以及巡逻都需要与寒冷的天气做斗争。此外，战士们巡逻出汗后，脚上又容易滋生细菌，产生脚气，影响战士们的健康状态。

  近期，西安工程大学樊威教授团队将原位聚合技术、共轭静电纺丝技术与纱线加捻技术相结合，制备了具有高耐磨性、优良电热性能、光热性能、抗菌性能和缓释性能的抗菌和加热性能可调的微纳结构纱线及其纺织品。如图1所示，首先采用原位聚合法制备了聚吡咯/棉（PPy/棉）电热纱线。在此基础上，以PPy/棉电热纱线为芯纱，外层采用共轭静电纺丝技术包覆聚丙烯腈-酮康唑/纳米氧化锌(PAN-KCZ/ZnO)纳米纤维，再将纳米纤维包覆纱与电热纱线合股加捻制备成可加热/抗菌的微纳结构复合纱线。 

图1 加热/抗菌微纳结构复合纱线的制备 

图2 加热/抗菌微纳结构复合纱线的形貌及红外表征

  SEM和FTIR（图2）结果表明，外层纳米纤维中的PAN-ZnO/KCZ没有发生化学反应，保证了杂化材料的抗菌性。制备的纳米纤维包覆纱形貌良好、粗细均匀，且有取向地紧密包覆在芯纱表面。当复合纱线捻度为50捻/10 cm时，断裂强力为14.5 MPa，断裂伸长为7.6％，耐磨次数为434次，明显优于常规的40S合股棉纱，加捻工艺显著提高了复合纱线的耐磨及力学性能（图3）。

 图3 加热/抗菌微纳结构复合纱线的耐磨性及强力

  同时，利用该复合纱线制备的织物具有优异的电热及光热性能。图4所示，1.5 V电压下，温度可升至人体正常体温37 ℃，5 V电压下，温度可达到104.5 ℃。在日光灯照射下，织物表面温度最高可达到106 ℃。 

图4 加热/抗菌微纳结构复合纱线及织物的电热及光热性能

图5 加热/抗菌微纳结构复合纱线的抗菌性能

图6 加热/抗菌微纳结构复合纱线的缓释性能

图7 加热/抗菌微纳结构复合纱线及其织物的应用

  论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.140917