电子纺织品因其适应性和未来应用的潜力而成为一个引人注目的技术平台。目前仅限于智能手表和助听器等小型可穿戴设备的“身体互联网”（Internet of Bodies）有望随着我们日常使用的纺织品的加入而扩展[1]。除了其他功能外，电子纺织品还有潜力彻底改变能源的产生和存储方式。它们可以追踪我们的运动、体温和脉搏，甚至分析皮肤和汗液。这些数据可以通过纺织天线传输，或者通过纺织键盘和屏幕与我们互动[2]。能量收集纺织品可以将体热、生物机械运动和阳光转化为电能，储存在纺织电池和超级电容器中，以供基于纺织品的电子设备使用[3]。因此，电子纺织品吸引了越来越多的关注。
用于制造电子纺织品的纤维分为天然纤维和合成纤维[4]。由于其独特的优异特性，棉花是最广泛使用的天然纤维，具有多种应用。然而，合成纤维相对于天然纤维具有许多优势，这推动了全球纺织市场对它们的需求[5]。在合成纤维中，聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是最常用的合成聚酯纤维，因为它制造成本低、终端使用性能良好，且易于进行化学和物理改性[6]。这些纤维由于其芳香族和脂肪族成分及其分子结构而具有独特的特性。混纺是纺织工程中的关键工艺，通过结合不同纤维来制造均匀的材料。这种技术通常可以提高工艺性能或实现特定的纱线形状[7]。通过混合具有不同特性的纤维，纺织工程师可以显著改善最终产品的性能，从而提高其性能和多功能性。聚酯纤维易于改性，尺寸稳定，吸湿性低，耐磨，轻便且耐候，可以与棉纤维混纺[8]。虽然棉纤维舒适，但聚酯的延展性和韧性高于棉纤维。此外，聚酯纤维具有疏水性，限制了其应用范围。因此，将聚酯与棉纤维混纺可以克服这些限制[9]。共轭聚合物、碳同素异形体（如碳纳米管和石墨烯）以及二维材料（如MXenes）可以纺制成半导体或导电纤维[10],[11]。所得纤维通常表现出高导电性和杨氏模量，这使得它们不适合制作柔软的纺织品，因为脆性材料在编织过程中容易断裂。然而，碳同素异形体纳米复合材料和共轭聚合物与绝缘聚合物的混合物在实现各种机械性能方面的潜力非常有趣。这种方法可以产生延展性、刚性、弹性和弹性材料，尽管代价是高导电性[12],[13]。
就导电聚合物而言，聚苯胺（PANI）是最广泛研究的材料之一，因为它具有独特的光学、开关和溶解性能。聚苯胺的形态是其性能的关键决定因素，与其合成条件密切相关。这些条件可以产生不同的结构形式，如纳米棒、纳米管和纳米颗粒。引入掺杂剂可以实现多种分子聚集方式，并在掺杂的PANI中实现不同的带隙和电学及电子性能[14]。
纳米碳材料因其低成本、良好的导电性、环保性和高耐久性而被广泛研究作为电极材料[15],[16]。多壁碳纳米管（MWCNTs）表现出出色的性能，包括优异的导电性、大的比表面积和稳定的循环性能[17],[18]。因此，MWCNTs在导电材料的设计中起着重要作用。此外，碳纳米管（CNTs）具有狭窄的尺寸分布、高度可接触的表面积和高稳定性[19]。单壁CNTs和MWCNTs已在苯胺的电化学[20]和化学聚合过程中使用过硫酸铵作为氧化剂[21],[22]被PANI改性[21],[22]。PANI改性的纳米碳已应用于各种领域[23]。
与过渡金属氧化物相比，过渡金属硫化物更适合用于超级电容器，因为它们具有更高的理论充电容量、氧化还原位点和更好的内在导电性[24]。此外，将碳材料与过渡金属硫化物结合被认为是提高导电性的有效策略[25]。此外，由于过渡金属硫化物与碳质材料之间的协同效应和独特界面，它们还表现出更出色的电化学性能[26]。Sun等人发现，与具有相同硫体积负载的硫-碳电极相比，金属硫化物在高温放电速率下提高了硫阴极的利用率[27]。涂有NiS的MWCNTs（MWCNTs-NiS）具有较大的表面积、机械强度以及半导体和催化性能。NiS与纳米管表面的强烈相互作用增强了电荷转移，使MWCNTs-NiS纳米杂化物适用于能量存储设备、催化和环境修复。因此，MWCNTs和NiS之间的协同作用提高了电化学性能和稳定性[28]。
现有研究通常集中在单组分、二元系统涂层或非纺织基底上，很少有研究探讨NiS增强导电网络如何影响可穿戴面料中的温度和湿度依赖性介电行为。此外，尚未系统研究PANI、MWCNTs和NiS在壳聚糖交联基质中的组合对机械增强、热稳定性和传感器性能的协同效应。解决这一空白对于开发能够在实际条件下可靠感知湿度的多功能智能纺织品至关重要。
宽带介电光谱（BDS）是当今探索分子动力学的领先实验工具之一。它是一种强大的技术，可以研究纺织品和面料在宽频率范围内的导电性和介电性能。它能够提供关于束缚（偶极子）和移动电荷载流子动态的丰富信息，这取决于分子系统的细节。介电常数ε*(ω)、电模量M*(ω)、电导率σ*(ω)和电阻率ρ*(ω)等复杂的介电量可以在广泛的频率范围内立即获得。在凝聚态物理学中，波动通常用ε*表示，电导行为用σ*、Z*、M*或ρ*表示。这些表示方法强调了材料中极化和电荷传输的不同方面。
最近，BDS在科学和技术的不同领域找到了许多应用。电荷传输和界面极化的分析现在起着主导作用，因为它们有助于了解介电材料中的导电性和电能存储。尽管动态松弛谱的分析仍然基于Debye的经典方法，该方法没有考虑分子系统内的多种分子内和分子间相互作用，但考虑到多学科方法和应用领域，研究动态松弛过程仍然很重要。
我们假设，将NiS、PANI和MWCNTs集成到三元纳米复合材料中，然后通过壳聚糖基交联策略将其锚定在棉/聚酯面料上，将产生一种多功能智能纺织品，其中NiS、导电PANI和高长径比MWCNTs的协同作用共同提高了热稳定性、机械增强和电响应性。此外，我们提出，纳米复合材料涂层的织物的温度依赖性电学和介电行为受湿度敏感的电荷传输路径控制，从而使它们能够作为灵活的、集成在纺织品中的湿度传感器使用。这项工作的关键创新在于使用壳聚糖基交联策略将PANI@MWCNT–NiS三元纳米复合材料锚定在棉/聚酯混纺面料上，与传统酸掺杂或物理吸附的导电涂层相比，显著提高了涂层的附着力和结构完整性。
