青岛大学《IND CROP PROD》：三维石墨烯-Ag/TiO2混合气凝胶的新型超疏水性棉织物，用于功能性服装、医用纺织品等

方案1.（a） HGA 和 （b） AT-HGA@cotton 织物合成的示意图。

图1.（a） Ti、（b） AT、（c） GO、（d） HGA 和 （e） AT-HGA 的 SEM 图像。

图2.（a） 原棉织物、（b） PDMS 涂层织物、（c） AT-HGA@cotton 织物和 （d） AT-HGA@cotton 织物在更高放大倍率下的 SEM 图像。

图3.宽 XPS 光谱 （a） 原棉织物、PDMS 涂层织物和 AT-HGA@cotton 织物;（b） 原棉织物、（c） PDMS 涂层织物和 （d） AT-HGA@cotton 织物的高分辨率 C1s 光谱;AT-HGA@cotton 织物的 Ag3d 和 （f） Ti2p 光谱。

图4.GO、HGA、TI、AT 和 AT-HGA 的粉末 XRD 图谱。

图5. WCA variations with the usage of (a) Ti-HGA, Ti@HGA, and Ti@GO; (b) WCA changes with AgNO3 volume; (c) WCA variations with the usage of AT-HGA, AT@HGA, AT@GO, and SA variations with the usage of AT-HGA.

图6. (a) 原棉织物和 (b) 含液滴的 AT-HGA@ 棉织物的图像。

图7. 折叠（a）原棉织物和（b）AT-HGA@棉织物的图像。

这项综合研究采用三维石墨烯-Ag/TiO2 气凝胶，通过环保和创新的方法成功开发了一种超疏水性棉织物。研究细致地展示了这种多功能织物的合成、表征和应用，其 WCA 达到 161.8°，显示出其卓越的疏水性。通过扫描电子显微镜分析织物的表面形态，发现其复杂的网络结构显著增加了表面粗糙度，而这正是实现超疏水的关键因素。XPS 分析证实了气凝胶成分中存在功能基团和元素，证明了石墨烯材料与棉纤维的彻底融合。XRD 图谱提供了对气凝胶结晶相的深入了解，证实了二氧化钛锐钛矿和银纳米颗粒的存在，这些关键成分有助于实现织物的多功能性。傅立叶变换红外光谱进一步证实了化学改性，强调了 GO 的成功还原以及 PDMS、TiO2 和 Ag 纳米粒子的整合。织物的抗菌性能经过了针对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的严格测试，抗菌率超过 99.99%。 其油水分离效率超过 98%，在极端化学条件下仍能保持高性能。 织物还具有出色的自洁、洗涤和化学耐久性，以及强大的抗静电性能。 虽然与原棉相比，增强型织物的透气性有所降低，但仍能保持足够的透气性，这是纺织品应用中舒适性的关键属性。 功能性的显著增强大大抵消了这一微小的影响。 总之，AT-HGA 气凝胶独特的三维结构使棉织物具有出色的超疏水和多功能特性。 这些特性使其在功能性服装、医疗保健和各种工业领域的应用前景十分广阔。 环保材料与高性能特性的成功结合，也使这种织物成为可持续创新纺织品解决方案的有力候选者。