CN113521533A - 一种微电流可控的纤维基原电池及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及功能材料领域，公开了一种微电流可控的纤维基原电池及其制备方法，该纤维基原电池包括无纺布基布和缝制于所述无纺布基布上的正极纤维和负极纤维；每一对正极纤维和负极纤维的主干段平行设置，间距为0.5‑10mm，长度为1‑10cm，且正极纤维的一端与负极纤维的一端交织；无纺布基布上附着有多孔聚合物层，其负载有电解质和精华物质。本发明产品可加水产生10‑1000μA的微电流，ATP水平可增加三倍到五倍，增加细胞活性，提升精华液吸收率。本发明采用缝制的方式将正负极设于无纺布基布上，拆卸方便，可重复利用正极材料。本发明直接在干态的无纺布基布上设置电解质和精华物质，使用更为便捷易于保存。

Description

一种微电流可控的纤维基原电池及其制备方法
技术领域
本发明涉及功能材料领域，尤其涉及一种微电流可控的纤维基原电池及其制备方法。
背景技术
在正常皮肤上外加微电流可增强细胞活性、促进肌肉运动、恢复肌肤弹性等，微电流使电力刺激深入皮下组织至肌肉，有助于修护皮肤弹性纤维及胶质层组织，从而舒展、淡化皱纹等。
在此技术背景下，近年来市场上出现了多种微电流按摩仪，微电流面膜等产品，其中的大多数产品需要外接电源来实现微电流的产生。例如，公开号为CN 108187225A的中国专利公开了一种低频中频波传导面膜，包括面膜基材和导电片，导电片的一面接触皮肤，另一面连接有电极连接头，通过电极连接头外接有低频、中频发射装置，可以利用调制中低频电流有不同的频率与波形，利用1～150Hz低频电流与2～8KHz中频电流作用在面膜上达到促进吸收、锻炼肌肉、促进局部血液循环和淋巴回流的美容效果。申请号为CN202011233612.7的中国专利公开了一种提升精华吸收率的微电流面膜，其制备原料包括导电材料、面膜片和精华液，所述导电材料在面膜片上形成导电图案。所述导电材料为银浆材料。通过在面膜片整体上设置导电图案，美容仪通过导电图案为面膜片提供微电流，促进全脸血液的加速循环，发明人发现这种提升精华吸收率的微电流面膜能够促进脸部皮肤细胞持续吸收面膜中的精华，使皮肤达到长期保湿的效果。但上述两款产品的不足之处在于需要外接电源，不便携带、日常可操作性差。
申请号为201810687205X的中国专利公开了一种自生电场分离式面膜及其制备方法，包括面膜本体和独立包装的激活液体。面膜本体上设有若干对正电极和负电极。该发明在面膜使用过程中激活电极间的微电场，可有益于将面膜功效发挥至最佳。但是该方面的不足之处在于：（1）由于该面膜中的正、负极之间并没有形成电连接，无法形成回路，因此只能产生电场而无法产生微电流；（2）其正负电极是通过丝网印刷等方式印刷于面膜本体上，正极材料（银）的回收难度大；（3）其含有精华物质的激活液体需要独立包装，因此精华物质在包装状态下处于湿态环境，容易变质，而外加防腐剂生物安全性又会受到影响；并且还需要随身携带激活液体，使用不够便捷。
此外，现有的类似产品均未关注到所产生的电流大小对保健、美容功效的影响，因此即使使用时产生了电流，也无法确保将电流的保健、美容功效发挥到最佳，甚至会因电流控制不当而产生负面影响。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种微电流可控的纤维基原电池及其制备方法。本发明产品可加水产生10-1000μA的微电流。该区间的细胞ATP水平可增加三倍到五倍，增加细胞活性，提升精华液吸收率，游离的甘氨酸掺入皮肤蛋白中，促进蛋白质形成。本发明采用缝制的方式将正负极设于无纺布基布上，该方式拆卸方便，可重复利用正极材料（银）。本发明直接在干态的无纺布基布上设置电解质和精华物质，直接加水即可使用，使用更为便捷；并且电解质和精华物质在干态下更易于保存质。
本发明的具体技术方案为：
第一方面，本发明提供了一种微电流可控的纤维基原电池，包括无纺布基布和至少一对缝制于所述无纺布基布上并形成原电池图案的正极纤维和负极纤维。
每一对正极纤维和负极纤维构成一个独立的原电池图案；每一个独立的原电池图案中，所述正极纤维和负极纤维的主干段平行设置，间距为0.5-10mm，长度为1-10cm，且正极纤维的一端与负极纤维的一端交织于一点。
所述无纺布基布上附着有多孔聚合物层，所述多孔聚合物层内负载有电解质和精华物质；所述电解质的负载量为0.01-0.06g/100cm2。
所述纤维基原电池使用过程中加水后产生的微电流为10-1000μA；加水量为5-30mL/100cm2。本发明在无纺布基布上缝制正负极纤维以形成原电池图案，并且在无纺布基布上附着有负载有电解质和精华物质的多孔聚合物层。其使用时只需加水润湿即可。本发明纤维基原电池相较于传统同类产品具有以下几方面的优势：
（1）与常规产品只能形成电场而无法自身产生微电流相比，本发明产品中正负极纤维的一端交织，形成回路，借助银锌间发生氧化还原反应即能产生微电流。可加速面部血液循环，促进营养物质吸收，达到美容效果。当正负极放置在皮肤界面，使皮肤产生一个跨越组织和介质的质子梯度和电位梯度，随着迁移的质子到达线粒体膜上结合H+-ATP酶，形成ATP。并且本发明通过正负极长度、间距、电解质含量、负极锌的用量等条件优化，使得微电流大小可控，在10-1000μA区间，本发明团队发现该区间的微电流大小合适，ATP水平可增加三倍到五倍，游离的甘氨酸掺入皮肤蛋白中，促进蛋白质形成，但超过1000µA后ATP水平会下降和抑制蛋白质形成，可能对代谢产生不利的电解作用。
（2）相较于传统的丝网印刷等方式将电极浆料涂覆于基材上，本发明采用缝制的方式将正负极设于无纺布基布上，该方式在使用后拆卸方便，可重复利用正极材料。
（3）本发明直接在干态的无纺布基布上设置电解质和精华物质，直接加水即可使用，无需将电解质和精华物质制备为溶液后独立包装，使用更为便捷。并且电解质和精华物质在干态下更易于保存，不易变质。
（4）本发明在无纺布基布上附着有多孔聚合物层，该多孔聚合物层具有多孔结构，一方面可作为精华物质和电解质的理想载体；另一方面，其多孔性和亲水性可在加水后充分吸收水分而润湿无纺布基布，使得导电网络更加稳定。而传统的无纺布基布其对水的浸润性并不理想，即使加水后基布上也会存在大量未被浸润的部位，从而影响原电池的形成。并且该多孔聚合物吸水后会发生溶胀，使得其负载的精华物质得以从内部释放，促进皮肤吸收。
（5）本发明采用银和锌作为电极材料，两者氧化还原反应后的产物可用于面部杀菌、吸潮和收敛，提高面部护肤效果。
作为优选，所述正极纤维为银丝或表面设有银层的有机纤维；所述银丝或银层的材质为Ag、AgO、Ag2O的混合物；所述负极纤维为锌丝或由正极纤维表面镀锌而得，镀锌厚度为10-100μm。
作为优选，所述正极纤维为表面镀有银层的尼龙纤维；所述负极纤维为表面依次镀有银层和锌层的尼龙纤维。
作为优选，所述电解质为含钠、钾、钙、镁离子中的一种或多种的溶液。
作为优选，所述精华物质包括透明质酸钠、海藻糖、寡肽-1、VC冻干粉、甘露糖醇和芦荟提取物中的一种或多种。
第二方面，本发明提供了一种微电流可控的纤维基原电池的制备方法，包括以下步骤：
1）按固液比1.0-2.0g/100mL将无纺布基布浸渍于5-15wt%的含氨基的硅烷偶联剂无水乙醇溶液中，调节pH为碱性，加热至65-75℃反应1-3h，取出，干燥，得到氨基化无纺布基布。
2）按固液比0.5-1.0g/100mL将氨基化无纺布基布浸渍于0.5-1.5wt%的2-溴异丁酰溴四氢呋喃溶液中，室温下静置反应10-20h，取出，洗涤，干燥，得到接枝有引发剂的无纺布基布。
3）按固液比0.5-1.0g/100mL将接枝有引发剂的无纺布基布浸渍于含有0.1-1wt%催化剂、5-10wt%甲基丙烯酸缩水甘油酯和5-10wt%衣康酸的乙酸乙酯溶液中，加热至70-80℃进行自由基聚合反应4-8h，取出，洗涤，干燥，得到接枝有亲水聚合物的无纺布基布。
4）按固液比2.0-4.0g/100mL将接枝有亲水聚合物的无纺布基布浸渍于正戊烷中，取出，再按固液比0.5-1.5g/100mL将无纺布基布浸渍于浓度为1-10wt%的壳聚糖的乙酸水溶液中，加热至60-80℃反应1-3h，取出，洗涤，干燥，得到表面附着有多孔聚合物层的无纺布基布。
5）按固液比0.5-1.0g/100mL将表面附着有多孔聚合物层的无纺布基布浸渍于含有电解质和精华物质的浸渍液中，静置吸附，取出，干燥，得到负载有电解质和精华物质的无纺布基布。
6）将正极纤维、负极纤维分别缝制于无纺布基布上，形成满足原电池形成条件的图案，裁剪后制得微电流可控的纤维基原电池。
在本发明的上述步骤中，步骤1）中对无纺布基步进行氨基化改性，使得其能够在步骤2）中与引发剂2-溴异丁酰溴反应，从而得到接枝有引发剂的无纺布基布。在步骤3）中，本发明以甲基丙烯酸缩水甘油酯和衣康酸为聚合单体，在催化剂以及引发剂作用下发生自由基聚合，生成亲水聚合物（衣康酸嵌段赋予聚合物亲水性）。由于引发剂是接枝于无纺布基布的表面，因此能够确保该亲水聚合物能够紧密贴附于基布表面生长，结合牢度高，附着均匀性好。在步骤4）中，利用壳聚糖的氨基与亲水聚合物的环氧基团（来自于甲基丙烯酸缩水甘油酯）发生交联反应，从而形成具有三维交联网络的复合聚合物层，使得聚合物在吸水后不会由于交联度过低而无法成型（高交联度的聚合物只会吸水溶胀而不瓦解）。同时，由于在该交联过程中正戊烷挥发制孔，使得所形成的聚合物层具有多孔结构，有利于后续精华物质、电解质的负载以及在使用时无纺布基布对水的吸收浸润。在步骤5）中，将精华物质、电解质负载于无纺布基布上。步骤6）中将正负极纤维缝制为无纺布基布上形成原电池图案。
作为优选，步骤1）中，所述碱性为pH=8-10。
作为优选，步骤3）中，所述催化剂为质量比为1:（1-2）的溴化亚铜和五甲基二乙烯三胺。
作为优选，步骤4）中，所述正戊烷的温度为10-25℃。
该温度下正戊烷为液态尚未挥发，在后续加热反应过程中挥发制孔。
作为优选，步骤5）中，所述浸渍液中电解质的浓度为0.5-2wt%，精华物质的浓度为1-5wt%，静置吸附2-4h。
与现有技术对比，本发明的有益效果是：
（1）本发明产品中正负极纤维的一端交织，形成回路，借助银锌间发生氧化还原反应即能产生微电流。可加速面部血液循环，促进营养物质吸收，达到美容效果。并且本发明通过正负极长度、间距、电解质含量、负极锌的用量等条件优化，使得微电流控制在10-1000μA区间，该区间的微电流大小合适，ATP水平可增加三倍到五倍，游离的甘氨酸掺入皮肤蛋白中，促进蛋白质形成，但超过1000µA后ATP水平会下降和抑制蛋白质形成，可能对代谢产生不利的电解作用。
（2）本发明采用缝制的方式将正负极设于无纺布基布上，该方式在使用后拆卸方便，可重复利用正极材料。
（3）本发明直接在干态的无纺布基布上设置电解质和精华物质，直接加水即可使用，无需将电解质和精华物质制备为溶液后独立包装，使用更为便捷。并且电解质和精华物质在干态下更易于保存，不易变质。
（4）本发明在无纺布基布上附着有多孔聚合物层，该多孔聚合物层具有多孔结构，一方面可作为精华物质和电解质的理想载体；另一方面，其多孔性和亲水性可在加水后充分吸收水分而润湿无纺布基布，使得导电网络更加稳定。而传统的无纺布基布其对水的浸润性并不理想，即使加水后基布上也会存在大量未被浸润的部位，从而影响原电池的形成。并且该多孔聚合物吸水后会发生溶胀，使得其负载的精华物质得以从内部释放，促进皮肤吸收。
（5）本发明采用银和锌作为电极材料，两者氧化还原反应后的产物可用于面部杀菌、吸潮和收敛，提高面部护肤效果。
附图说明
图1为实施例1中原电池图案的示意图（图左为缝制后未将正负极纤维切断的状态，图右为切断后的状态，每一个分离的图形形成一个原电池图案）；
图2为实施例3中镀银纤维和镀锌纤维的电镜图；
图3为实施例1-4所得原电池的微电流测试图；
图4为实施例1-4所得原电池的ATP浓度测试图；
图5为实施例1-4所得原电池的甘氨酸摄入量测试图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
总实施例
一种微电流可控的纤维基原电池，包括无纺布基布和至少一对缝制于所述无纺布基布上并形成原电池图案的正极纤维和负极纤维。其中，每一对正极纤维和负极纤维构成一个独立的原电池图案；每一个独立的原电池图案中，所述正极纤维和负极纤维的主干段平行设置，间距为0.5-10mm，长度为1-10cm，且正极纤维的一端与负极纤维的一端交织于一点。所述无纺布基布上附着有多孔聚合物层，所述多孔聚合物层内负载有电解质（含钠、钾、钙、镁离子中的一种或多种的溶液，负载量为0.01-0.06g/100cm2）和精华物质（透明质酸钠、海藻糖、寡肽-1、VC冻干粉、甘露糖醇和芦荟提取物等）。所述纤维基原电池使用过程中加水后产生的微电流为10-1000μA；加水量为5.0-30 mL/100cm2。
具体地，所述正极纤维为银丝或表面设有银层的有机纤维；所述银丝或银层的材质为Ag、AgO、Ag2O的混合物；所述负极纤维为锌丝或由正极纤维表面镀锌而得，镀锌厚度为10-100μm。进一步地，所述正极纤维为表面镀有银层的尼龙纤维；所述负极纤维为表面依次镀有银层和锌层的尼龙纤维。
一种微电流可控的纤维基原电池的制备方法，包括以下步骤：
1）按固液比1.0-2.0g/100mL将无纺布基布浸渍于5-15wt%的含氨基的硅烷偶联剂无水乙醇溶液中，调节pH为碱性（pH=8-10），加热至65-75℃反应1-3h，取出，干燥，得到氨基化无纺布基布。
2）按固液比0.5-1.0g/100mL将氨基化无纺布基布浸渍于0.5-1.5wt%的2-溴异丁酰溴四氢呋喃溶液中，室温下静置反应10-20h，取出，洗涤，干燥，得到接枝有引发剂的无纺布基布。
3）按固液比0.5-1.0g/100mL将接枝有引发剂的无纺布基布浸渍于含有0.1-1wt%催化剂（质量比为1:（1-2）的溴化亚铜和五甲基二乙烯三胺）、5-10wt%甲基丙烯酸缩水甘油酯和5-10wt%衣康酸的乙酸乙酯溶液中，加热至70-80℃进行自由基聚合反应4-8h，取出，洗涤，干燥，得到接枝有亲水聚合物的无纺布基布。
4）按固液比2.0-4.0g/100mL将接枝有亲水聚合物的无纺布基布浸渍于10-25℃的正戊烷中，取出，再按固液比0.5-1.5g/100mL将无纺布基布浸渍于浓度为1-10wt%的壳聚糖的乙酸水溶液中，加热至60-80℃反应1-3h，取出，洗涤，干燥，得到表面附着有多孔聚合物层的无纺布基布。
5）按固液比0.5-1.0g/100mL将表面附着有多孔聚合物层的无纺布基布浸渍于含有电解质（0.5-2wt%）和精华物质（1-5wt%）的浸渍液中，静置吸附2-4h，取出，干燥，得到负载有电解质和精华物质的无纺布基布。
6）将正极纤维、负极纤维分别缝制于无纺布基布上，形成满足原电池形成条件的图案，裁剪后制得微电流可控的纤维基原电池。
实施例1
一种微电流可控的纤维基原电池，包括克重为25克的无纺布基布和多对缝制于所述无纺布基布上并形成原电池图案的正极纤维和负极纤维。其中，每一对原电池中，所述正极纤维和负极纤维的主干段平行设置，间距为2mm（图1中的a），长度为2cm（图1中的c），左右平行相邻的原电池间距为5mm（图1中的b），位于同一纵线上的相邻原电池之间的正负极纤维处于切断状态（缝制后切断）；且正极纤维的一端与负极纤维的一端交织于一点。所述无纺布基布上附着有多孔聚合物层，所述多孔聚合物层内负载有电解质氯化钠和精华物质（透明质酸钠和芦荟提取物）。
具体地，所述正极纤维为70D银尼龙导电纤维（一束纤维有10根单纤维，银层厚度为1μ）；所述负极纤维为镀有锌层的70D银尼龙导电纤维（取70D银尼龙导电纤维，在镀锌装置工作参数0.3V，3mA下获得镀层厚度24μm的镀锌尼龙导电纤维）。
一种微电流可控的纤维基原电池的制备方法，包括以下步骤：
1）按固液比1.5g/100mL将无纺布基布浸渍于10wt%的含氨基的硅烷偶联剂无水乙醇溶液中，调节pH为碱性（pH=9），加热至70℃反应2h，取出，干燥，得到氨基化无纺布基布。
2）按固液比0.8g/100mL将氨基化无纺布基布浸渍于1wt%的2-溴异丁酰溴四氢呋喃溶液中，室温下静置反应15h，取出，洗涤，干燥，得到接枝有引发剂的无纺布基布。
3）按固液比0.8g/100mL将接枝有引发剂的无纺布基布浸渍于含有0.5wt%催化剂（质量比为1:1.5的溴化亚铜和五甲基二乙烯三胺）、8wt%甲基丙烯酸缩水甘油酯和8wt%衣康酸的乙酸乙酯溶液中，加热至75℃进行自由基聚合反应6h，取出，洗涤，干燥，得到接枝有亲水聚合物的无纺布基布。
4）按固液比3.0g/100mL将接枝有亲水聚合物的无纺布基布浸渍于15℃的正戊烷中，取出，再按固液比1.0g/100mL将无纺布基布浸渍于浓度为5wt%的壳聚糖的乙酸水溶液中，加热至70℃反应2h，取出，洗涤，干燥，得到表面附着有多孔聚合物层的无纺布基布。
5）按固液比0.8g/100mL将表面附着有多孔聚合物层的无纺布基布浸渍于含有电解质（1.0wt%）和精华物质（3wt%）的浸渍液中，静置吸附3h，取出，干燥，得到负载有电解质和精华物质的无纺布基布。
6）将正极纤维、负极纤维分别缝制于无纺布基布上，形成满足原电池形成条件的图案，裁剪后制得微电流可控的纤维基原电池。
实施例2
一种微电流可控的纤维基原电池，包括克重为25克的无纺布基布和对于缝制于所述无纺布基布上并形成原电池图案的正极纤维和负极纤维。其中，每一对原电池中，所述正极纤维和负极纤维的主干段平行设置，间距为2mm，长度为2cm，左右平行相邻的原电池间距为5mm，位于同一纵线上的相邻原电池之间的正负极纤维处于切断状态（缝制后切断）；且正极纤维的一端与负极纤维的一端交织于一点。所述无纺布基布上附着有多孔聚合物层，所述多孔聚合物层内负载有电解质氯化钠和精华物质（透明质酸钠、海藻糖）。
具体地，所述正极纤维为140D银尼龙导电纤维（一束纤维有40根单纤维，银层厚度为1μ）；所述负极纤维为镀有锌层的70D银尼龙导电纤维（取140D银尼龙导电纤维，在镀锌装置工作参数0.3V，5mA下获得镀层厚度53μm的镀锌尼龙导电纤维）。
一种微电流可控的纤维基原电池的制备方法，包括以下步骤：
1）按固液比1.5g/100mL将无纺布基布浸渍于10wt%的含氨基的硅烷偶联剂无水乙醇溶液中，调节pH为碱性（pH=9），加热至70℃反应2h，取出，干燥，得到氨基化无纺布基布。
2）按固液比0.8g/100mL将氨基化无纺布基布浸渍于1wt%的2-溴异丁酰溴四氢呋喃溶液中，室温下静置反应15h，取出，洗涤，干燥，得到接枝有引发剂的无纺布基布。
3）按固液比0.8g/100mL将接枝有引发剂的无纺布基布浸渍于含有0.5wt%催化剂（质量比为1:1.5的溴化亚铜和五甲基二乙烯三胺）、8wt%甲基丙烯酸缩水甘油酯和8wt%衣康酸的乙酸乙酯溶液中，加热至75℃进行自由基聚合反应6h，取出，洗涤，干燥，得到接枝有亲水聚合物的无纺布基布。
4）按固液比3.0g/100mL将接枝有亲水聚合物的无纺布基布浸渍于15℃的正戊烷中，取出，再按固液比1.0g/100mL将无纺布基布浸渍于浓度为5wt%的壳聚糖的乙酸水溶液中，加热至70℃反应2h，取出，洗涤，干燥，得到表面附着有多孔聚合物层的无纺布基布。
5）按固液比0.8g/100mL将表面附着有多孔聚合物层的无纺布基布浸渍于含有电解质（1wt%）和精华物质（3wt%）的浸渍液中，静置吸附3h，取出，干燥，得到负载有电解质和精华物质的无纺布基布。
6）将正极纤维、负极纤维分别缝制于无纺布基布上，形成满足原电池形成条件的图案，裁剪后制得微电流可控的纤维基原电池。
实施例3
一种微电流可控的纤维基原电池，包括克重为25克的无纺布基布和多对缝制于所述无纺布基布上并形成原电池图案的正极纤维和负极纤维。其中，所述正极纤维和负极纤维的主干段平行设置，间距为1mm，长度为2cm，左右平行相邻的原电池间距为5mm，位于同一纵线上的相邻原电池之间的正负极纤维处于切断状态（缝制后切断）；且正极纤维的一端与负极纤维的一端交织于一点。所述无纺布基布上附着有多孔聚合物层，所述多孔聚合物层内负载有电解质氯化钠和精华物质（海藻糖、寡肽-1）。
具体地，如图2所示，所述正极纤维为140D银尼龙导电纤维（一束纤维有40根单纤维，银层厚度为1μ）；所述负极纤维为镀有锌层的70D银尼龙导电纤维（取140D银尼龙导电纤维，在镀锌装置工作参数0.6V，20mA下获得镀层厚度97μm的镀锌尼龙导 电纤维）。
一种微电流可控的纤维基原电池的制备方法，包括以下步骤：
1）按固液比1.5g/100mL将无纺布基布浸渍于10wt%的含氨基的硅烷偶联剂无水乙醇溶液中，调节pH为碱性（pH=9），加热至70℃反应2h，取出，干燥，得到氨基化无纺布基布。
2）按固液比0.8g/100mL将氨基化无纺布基布浸渍于1wt%的2-溴异丁酰溴四氢呋喃溶液中，室温下静置反应15h，取出，洗涤，干燥，得到接枝有引发剂的无纺布基布。
3）按固液比0.8g/100mL将接枝有引发剂的无纺布基布浸渍于含有0.5wt%催化剂（质量比为1:1.5的溴化亚铜和五甲基二乙烯三胺）、8wt%甲基丙烯酸缩水甘油酯和8wt%衣康酸的乙酸乙酯溶液中，加热至75℃进行自由基聚合反应6h，取出，洗涤，干燥，得到接枝有亲水聚合物的无纺布基布。
4）按固液比3.0g/100mL将接枝有亲水聚合物的无纺布基布浸渍于15℃的正戊烷中，取出，再按固液比1.0g/100mL将无纺布基布浸渍于浓度为5wt%的壳聚糖的乙酸水溶液中，加热至70℃反应2h，取出，洗涤，干燥，得到表面附着有多孔聚合物层的无纺布基布。
5）按固液比0.8g/100mL将表面附着有多孔聚合物层的无纺布基布浸渍于含有电解质（1wt%）和精华物质（3wt%）的浸渍液中，静置吸附3h，取出，干燥，得到负载有电解质和精华物质的无纺布基布。
6）将正极纤维、负极纤维分别缝制于无纺布基布上，形成满足原电池形成条件的图案，裁剪后制得微电流可控的纤维基原电池。
实施例4
一种微电流可控的纤维基原电池，包括克重为25克的无纺布基布和多对缝制于所述无纺布基布上并形成原电池图案的正极纤维和负极纤维。其中，所述正极纤维和负极纤维的主干段平行设置，间距为2mm，长度为2cm，左右平行相邻的原电池间距为5mm，位于同一纵线上的相邻原电池之间的正负极纤维处于切断状态（缝制后切断）；且正极纤维的一端与负极纤维的一端交织于一点。所述无纺布基布上附着有多孔聚合物层，所述多孔聚合物层内负载有电解质氯化钠和精华物质（海藻糖、寡肽-1）。
具体地，所述正极纤维为140D银尼龙导电纤维（一束纤维有40根单纤维，银层厚度为1μ）；所述负极纤维为镀有锌层的70D银尼龙导电纤维（取140D银尼龙导电纤维，在镀锌装置工作参数0.6V，20mA下获得镀层厚度97μm的镀锌尼龙导电纤维）。
一种微电流可控的纤维基原电池的制备方法，包括以下步骤：
1）按固液比1.5g/100mL将无纺布基布浸渍于10wt%的含氨基的硅烷偶联剂无水乙醇溶液中，调节pH为碱性（pH=9），加热至70℃反应2h，取出，干燥，得到氨基化无纺布基布。
2）按固液比0.8g/100mL将氨基化无纺布基布浸渍于1wt%的2-溴异丁酰溴四氢呋喃溶液中，室温下静置反应15h，取出，洗涤，干燥，得到接枝有引发剂的无纺布基布。
3）按固液比0.8g/100mL将接枝有引发剂的无纺布基布浸渍于含有0.5wt%催化剂（质量比为1:1.5的溴化亚铜和五甲基二乙烯三胺）、8wt%甲基丙烯酸缩水甘油酯和8wt%衣康酸的乙酸乙酯溶液中，加热至75℃进行自由基聚合反应6h，取出，洗涤，干燥，得到接枝有亲水聚合物的无纺布基布。
4）按固液比3.0g/100mL将接枝有亲水聚合物的无纺布基布浸渍于15℃的正戊烷中，取出，再按固液比1.0g/100mL将无纺布基布浸渍于浓度为5wt%的壳聚糖的乙酸水溶液中，加热至70℃反应2h，取出，洗涤，干燥，得到表面附着有多孔聚合物层的无纺布基布。
5）按固液比0.8g/100mL将表面附着有多孔聚合物层的无纺布基布浸渍于含有电解质（1wt%）和精华物质（3wt%）的浸渍液中，静置吸附3h，取出，干燥，得到负载有电解质和精华物质的无纺布基布。
6）将正极纤维、负极纤维分别缝制于无纺布基布上，形成满足原电池形成条件的图案，裁剪后制得微电流可控的纤维基原电池。
性能测试
将实施例1-4的纤维基原电池（尺寸为20cm*20cm）加25mL水润湿，其中，如图3-5所示：
实施例1可产生350μA左右微电流，作用于皮肤可使ATP增长17.2μmol/gm，使转运的氨基酸类似物比对照增加了30%。
实施例2可产生500μA左右微电流，作用于皮肤可使ATP增长18.5μmol/gm，使转运的氨基酸类似物比对照增加了40%。
实施例3可产生700μA左右微电流，作用于皮肤可使ATP增长22.8μmol/gm，使转运的氨基酸类似物比对照增加了50%。
实施例4可产生600μA左右微电流，作用于皮肤可使ATP增长20.8μmol/gm，使转运的氨基酸类似物比对照增加了40%。
本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种微电流可控的纤维基原电池，其特征在于：包括无纺布基布和至少一对缝制于所述无纺布基布上并形成原电池图案的正极纤维和负极纤维；
每一对正极纤维和负极纤维构成一个独立的原电池图案 ；每一个独立的原电池图案中，所述正极纤维和负极纤维的主干段平行设置，间距为0.5-10mm，长度为1-10cm，且正极纤维的一端与负极纤维的一端交织于一点；
所述无纺布基布上附着有多孔聚合物层，所述多孔聚合物层内负载有电解质和精华物质；所述电解质的负载量为0.01-0.06g/100cm2；
所述纤维基原电池使用过程中加水后产生的微电流为10-1000μA；加水量为5-30 mL/100cm2。
2.如权利要求1所述的纤维基原电池，其特征在于：所述正极纤维为银丝或表面设有银层的有机纤维；所述银丝或银层的材质为Ag、AgO、Ag2O的混合物；所述负极纤维为锌丝或由正极纤维表面镀锌而得，镀锌厚度为10-100μm。
3.如权利要求2所述的纤维基原电池，其特征在于：所述正极纤维为表面镀有银层的尼龙纤维；所述负极纤维为表面依次镀有银层和锌层的尼龙纤维。
4.如权利要求1所述的纤维基原电池，其特征在于：所述电解质为含钠、钾、钙、镁离子中的一种或多种的溶液。
5.如权利要求1所述的纤维基原电池，其特征在于：所述精华物质包括透明质酸钠、海藻糖、寡肽-1、VC冻干粉、甘露糖醇和芦荟提取物中的一种或多种。
6.一种如权利要求1-5之一所述微电流可控的纤维基原电池的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1）按固液比1-2g/100mL将无纺布基布浸渍于5-15wt%的含氨基的硅烷偶联剂无水乙醇溶液中，调节pH为碱性，加热至65-75℃反应1-3h，取出，干燥，得到氨基化无纺布基布；
2）按固液比0.5-1g/100mL将氨基化无纺布基布浸渍于0.5-1.5wt%的2-溴异丁酰溴四氢呋喃溶液中，室温下静置反应10-20h，取出，洗涤，干燥，得到接枝有引发剂的无纺布基布；
3）按固液比0.5-1g/100mL将接枝有引发剂的无纺布基布浸渍于含有0.1-1wt%催化剂、5-10wt%甲基丙烯酸缩水甘油酯和5-10wt%衣康酸的乙酸乙酯溶液中，加热至70-80℃进行自由基聚合反应4-8h，取出，洗涤，干燥，得到接枝有亲水聚合物的无纺布基布；
4）按固液比2-4g/100mL将接枝有亲水聚合物的无纺布基布浸渍于正戊烷中，取出，再按固液比0.5-1.5g/100mL将无纺布基布浸渍于浓度为1-10wt%的壳聚糖的乙酸水溶液中，加热至60-80℃反应1-3h，取出，洗涤，干燥，得到表面附着有多孔聚合物层的无纺布基布；
5）按固液比0.5-1.0g/100mL将表面附着有多孔聚合物层的无纺布基布浸渍于含有电解质和精华物质的浸渍液中，静置吸附，取出，干燥，得到负载有电解质和精华物质的无纺布基布；
6）将正极纤维、负极纤维分别缝制于无纺布基布上，形成满足原电池形成条件的图案，裁剪后制得微电流可控的纤维基原电池。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤1）中，所述碱性为pH=8-10。
8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤3）中，所述催化剂为质量比为1:（1-2）的溴化亚铜和五甲基二乙烯三胺。
9.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤4）中，所述正戊烷的温度为10-25℃。
10.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤5）中，所述浸渍液中电解质的浓度为0.5-2wt%，精华物质的浓度为1-5wt%，静置吸附2-4h。
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