解析▪新創技術
陳俊太開發機能布料自修復技術,將進軍智慧衣、電子皮膚領域
2023-11-07

許多戶外運動衣物或日常生活用品,往往因為不小心的破損而被丟棄,造成環境的負擔及資源的浪費。陽明交通大學陳俊太教授開發出可自修復的材料,不但可延長衣物用品的使用時間,還能進一步利用自修復材料中離子液體的導電特性,往智慧式衣物、電子皮膚發展...

智慧式衣物為穿戴式裝置發展的現在進行式,尤其全球在新冠肺炎疫情後,享受戶外運動的人數日益成長,為相關產業帶來無限商機。根據Euromonitor報告顯示,2022年全球運動服飾市場規模達2702億美元;另依據塗料市場調查報告書顯示,2021年之塗料總產值為1371億美元,且預測在2022-2027年的複合年增長率超過4%。

由應用領域的市場發展趨勢可以看出,具新型且高機能性的消費市場正逐年快速發展。為了將感測裝置整合於衣物的纖維布料中,智慧衣物必須引入具有高度的可彎折與耐用性的導線;若纖維與導線具有修復能力,將可以避免智慧型衣物過早損壞。不僅可延長物品的使用壽命,也能造就產品的高附加價值。

機能衣物若具備自修復能力,附加價值將能大幅提升

有鑑於此,陽明交通大學陳俊太教授團隊致力於本質型自我修復材料之開發,關鍵技術是將具不同結晶度的高分子與離子液體混摻後形成離子凝膠,並利用分子間之物理性交聯作用力,來達到自修復效果。

※陳俊太團隊開發的自修復材料結構與修復機制。(來源:生策中心)

團隊所開發的自修復材料,經驗證可經由靜電紡絲、熔融紡絲等纖維成型方式來製備成纖維,也可利用材料塗佈技術來進行各式織品或薄膜塗料處理,不同材質均具有自修復能力。此外,這項自修復材料配方也可以結合其他常見高分子與織物,可做混合紡織或是當成高分子凝膠塗料,塗佈於各式基材,可應用的市場相當廣泛。

陳俊太指出,此技術的優勢為「防水、透氣」之自修復配方,並可提供客製化配方調整服務,未來可應用於高單價機能衣物、塗料或其他領域,預期目標客群為成衣業中游之紡紗與纖維廠以及塗料商,並將修復材料性能推廣至下游機能性衣物大廠,以擴展市場。

自修復技術與商用高分子結合,可增加產業應用範圍

未來,團隊計畫將自修復技術與商用高分子(如:熱塑性聚氨酯高分子)結合,除了可降低成本以及增加材料的延展性、機械強度外,由於纖維的孔洞結構,不僅防水且透氣,還能利用離子液體的導電特性,製備出具有修復能力的離子導電通道,是下一世代之智慧式衣物以及電子皮膚之理想材料,自修復材料的商業應用範圍也因此擴大。

※陳俊太開發的自修復材料,可應用在塗料、紡織、生醫等產業(來源:生策中心)

此外,可混入功能性材料也是這項自修復技術的優勢之一,將具酸鹼響應性之材料混合於自修復材料中,可製備出具有酸鹼變色能力之纖維,未來在智慧醫療產業方面也具極大的應用潛力。

陳俊太表示,團隊目前已經與材料供應商合作,持續供應自修復材料,也與財團法人紡織研究所合作,開發可商用化之自修復纖維材料與塗料。未來,陳俊太也希望能與國內外紡織廠與塗料商合作,持續擴大自修復技術的應用範圍。


陳俊太小檔案來源:新創幫網站、陳俊太。資料時間:2023.11
現職 國立陽明交通大學應用化學系 特聘教授
國立陽明交通大學理學院 副院長
學歷 美國麻州大學安赫斯特分校高分子科學與工程系 博士
經歷(摘錄) 國家實驗研究院 合聘研究員
國立交通大學學務處 副學務長
中華民國高分子學會 秘書長
相關專利 (已獲證)台灣:2件,(申請中)台灣:2件
國家新創獎得獎紀錄 第18屆(2021年):學研新創 - 特化材料與應用生技
第19屆(2022年):新創精進獎


※本文由生策中心新創幫編輯群採訪撰寫(口述:國立陽明交通大學陳俊太特聘教授 執筆:蔣士棋)。如有引用,請確實註明出處來源。

 

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