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  在智能紡織體系中，如何在柔性電子纖維中同步實現高效電磁波吸收與穩定非接觸感知，始終是多功能可穿戴電子領域面臨的關鍵科學問題。由于強吸波依賴于貫通的導電/磁性網絡，而非接觸感知又要求電荷的有效俘獲與保持，這兩種功能在材料層面存在天然沖突。

圖1. 結構分區織物的設計示意圖及應用場景

  近期，東華大學材料學院廖耀祖教授/孟楠副研究員團隊提出仿生“功能分區”的核–鞘紗線架構：在紗線尺度將電磁波吸收與非接觸感知空間解耦（圖1）。具體而言，利用濕紡聚氨酯作為纖維核層，內嵌具有磁–介電協同損耗機制的吸波納米顆粒構建多界面極化與耗散通道；外覆電紡PVDF-TrFE 納纖維鞘層，兼具優異的摩擦電荷俘獲與疏水保護，有效抑制表面電荷泄放并提升耐濕與耐污環境穩定性（圖2）。該結構實現了紗線級一體化制備與織造成形，避免高溫活化和多次復雜循環帶來的效率瓶頸與性能漂移。在此策略下構建的功能分區核–鞘紗線織物（FPP fabric）兼具高效吸波與穩健感知：在約毫米級厚度下實現反射損耗峰 -30.1 dB、有效吸收帶寬 6.78 GHz的“薄-寬-強”吸波表現（圖3）；在2 mm 間隙的非接觸模式下輸出6.3 V的高穩電壓信號，并在>5000 次循環下保持耐久（圖4）。進一步將傳感陣列與輕量化深度學習模型耦合，實現實時手勢識別與材料/介質差異的時域特征判別（圖5），展示了在電磁隱身與環境智能感知等場景的應用潛力。

  該工作以《Architecturally Partitioned Core-Sheath Woven Fabric for Integrated Electromagnetic Wave Absorption and Self-Powered Non-Contact Sensing》為題發表在《Advanced Functional Materials》上（Advanced Functional Materials 2025, e18158）.論文第一作者為東華大學博士生陳翹楚，通訊作者為廖耀祖教授與孟楠副研究員。該研究得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃、長江學者計劃、上海市自然科學基金等資助。

圖2. FPP紗線與織物的制備及表征

圖3. FPP織物的寬帶電磁波吸收與雷達隱身性能。

圖4. FPP織物的的工作原理與傳感功能。

圖5. 基于FPP傳感器陣列與1D-CNN深度學習模型的非接觸式手勢識別系統。

  該工作是團隊近期關于纖維材料用于電磁波吸收研究的最新進展之一。針對傳統纖維基吸波材料在導電性、磁性及界面結構復雜性上帶來的分析挑戰，團隊系統探索了共軛微孔聚合物衍生的氮摻雜碳納米復合材料與多磁組分材料的寬頻吸波性能（ACS Applied Nano Materials 2024, 7, 25970-25982. ），揭示了多磁組分與碳化結構對電磁損耗的協同作用。隨后，團隊發展了磁性納米顆粒嵌入碳微纖維的方法，構建了具有增強磁–介電協同機制的碳纖維吸波體系，實現了纖維微觀結構對吸波性能的精確調控（ACS Applied Nano Materials 2025, 8, 10623. 2）。進一步，團隊在對纖維材料在電磁波吸收領域的應用進行了系統總結（Advanced Fiber Materials 2025, DOI: 10.1007/s42765-025-00522-z.），梳理了不同纖維基體、導電/磁性組分及復合結構的設計策略，重點分析了纖維尺度結構、界面調控與多功能集成對吸波性能的影響，為后續纖維—織物尺度的多功能智能吸波材料設計提供了系統參考。

  原文鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202518158