智能纖維讓可穿戴電子設備邁進現(xiàn)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(lián)合開發(fā)的一種制作內置電子元件纖維的新方法,這種纖維可用于可穿戴電子設備。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),以及用于心臟監(jiān)測的柔性設備。
可檢測和處理信號的可穿戴電子元件,能用含有半導體器件的纖維制成。但制造過程可能會產生缺陷,限制這些纖維的性能。
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(lián)合團隊,此次評估了纖維制造過程,以確定斷裂和缺陷是如何產生的。利用這些信息,他們修改了加工技術以及半導體和纖維材料的結合方法,以生產出具有光電特性的高性能柔性纖維。
為展示這種材料的能力,研究團隊制作了一系列實驗性裝置。例如,他們將纖維編成一頂帽子,能感知交通燈的光信號,從而為視力障礙人士提供協(xié)助。帽子檢測到的光信號被傳輸?shù)绞謾C上,在交通燈由紅轉綠時提醒用戶。團隊還將纖維編入手環(huán),制成可穿戴心臟監(jiān)測器,性能與市售設備相當,但比剛性傳感器更貼合手腕。這些纖維還展現(xiàn)出壓縮條件下的耐久性和防水性。
在同時發(fā)表的新聞與觀點文章中,美國弗吉尼亞理工大學研究人員認為,這項工作“在將微型計算機嵌入日常服裝的方向上實現(xiàn)了一個飛躍”。
【總編輯圈點】
這一技術的最大優(yōu)勢是在工業(yè)上已準備就緒。制造這些纖維的設備包括纖維牽引裝置,已經在電信業(yè)中用于生產商用光纖。換句話說,只要這種纖維制成,就可以利用紡織業(yè)已廣泛使用的工具,將其編織成織物,從而在大范圍內立即得到應用。例如,在傳感器、執(zhí)行器、能量收集和儲存裝置、顯示以及醫(yī)療保健設備中,其都將發(fā)揮潛力。
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