智能纖維讓可穿戴電子設備邁進現實
科技日報北京1月31日電(記者張夢然)《自然》31日報告了新加坡和中國科學家聯合開發的一種製作內(nei) 置電子元件纖維的新方法,這種纖維可用於(yu) 可穿戴電子設備。其潛在應用包括能感知交通燈變化的帽子(可幫助視障人士),以及用於(yu) 心髒監測的柔性設備。
可檢測和處理信號的可穿戴電子元件,能用含有半導體(ti) 器件的纖維製成。但製造過程可能會(hui) 產(chan) 生缺陷,限製這些纖維的性能。
來自新加坡南洋理工大學、中國科學院大學以及多家機構的研究人員組成的聯合團隊,此次評估了纖維製造過程,以確定斷裂和缺陷是如何產(chan) 生的。利用這些信息,他們(men) 修改了加工技術以及半導體(ti) 和纖維材料的結合方法,以生產(chan) 出具有光電特性的高性能柔性纖維。
為(wei) 展示這種材料的能力,研究團隊製作了一係列實驗性裝置。例如,他們(men) 將纖維編成一頂帽子,能感知交通燈的光信號,從(cong) 而為(wei) 視力障礙人士提供協助。帽子檢測到的光信號被傳(chuan) 輸到手機上,在交通燈由紅轉綠時提醒用戶。團隊還將纖維編入手環,製成可穿戴心髒監測器,性能與(yu) 市售設備相當,但比剛性傳(chuan) 感器更貼合手腕。這些纖維還展現出壓縮條件下的耐久性和防水性。
在同時發表的新聞與(yu) 觀點文章中,美國弗吉尼亞(ya) 理工大學研究人員認為(wei) ,這項工作“在將微型計算機嵌入日常服裝的方向上實現了一個(ge) 飛躍”。
【總編輯圈點】
這一技術的最大優(you) 勢是在工業(ye) 上已準備就緒。製造這些纖維的設備包括纖維牽引裝置,已經在電信業(ye) 中用於(yu) 生產(chan) 商用光纖。換句話說,隻要這種纖維製成,就可以利用紡織業(ye) 已廣泛使用的工具,將其編織成織物,從(cong) 而在大範圍內(nei) 立即得到應用。例如,在傳(chuan) 感器、執行器、能量收集和儲(chu) 存裝置、顯示以及醫療保健設備中,其都將發揮潛力。
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