【科技前沿】“不插電”也能發(fā)光的纖維問世
【科技前沿】
光明日?qǐng)?bào)上海4月10日電(記者顏維琦)你見過穿上身就能發(fā)光發(fā)電的纖維嗎?記者從東華大學(xué)獲悉,該校材料科學(xué)與工程學(xué)院先進(jìn)功能材料課題組研發(fā)出集無線能量采集、信息感知與傳輸?shù)裙δ苡谝惑w的新型智能纖維,由其編織制成的智能紡織品無需依賴芯片和電池便可實(shí)現(xiàn)發(fā)光顯示、觸控等人機(jī)交互功能。這一突破被認(rèn)為有望改變?nèi)伺c環(huán)境以及人與人之間的交互方式,對(duì)功能性纖維的開發(fā)以及智能紡織品在不同領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要啟發(fā)意義。相關(guān)研究成果近日發(fā)表在《科學(xué)》上。
智能可穿戴設(shè)備正成為我們生活的一部分,在健康監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程醫(yī)療和人機(jī)交互等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。相較于傳統(tǒng)剛性半導(dǎo)體元件或柔性薄膜器件等,由智能纖維編織而成的電子紡織品具有更好的透氣性和柔軟度,被視為理想的可穿戴設(shè)備載體。然而,現(xiàn)階段的智能紡織品仍依賴于芯片和電池,體積、重量和剛性大,難以同時(shí)滿足人們對(duì)紡織品功能性和舒適性的需求。
東華大學(xué)團(tuán)隊(duì)開創(chuàng)性地提出“人體耦合”新型能量交互機(jī)制,有效簡化可穿戴設(shè)備和智能紡織品的硬件結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)將能量采集、信息感知、信號(hào)傳輸?shù)裙δ芗捎趩胃w維中,并通過編織制成不依賴芯片和電池的智能紡織品。
“不插電”就能發(fā)光發(fā)電的纖維,其中有怎樣的奧妙?電磁場(chǎng)和電磁波無處不在,散布在環(huán)境中的電磁能量就是這種新型纖維的無線驅(qū)動(dòng)力,這些能量通過我們的身體“傳遞”到纖維上。科研人員提出,把人體作為能量交互的載體,開辟一條便捷的能量“通道”,使原本在大氣中耗散的電磁能量優(yōu)先進(jìn)入纖維、人體、大地組成的回路。添加特定功能材料后,僅僅經(jīng)過人體觸碰,這種新型纖維就會(huì)展現(xiàn)發(fā)光發(fā)電的“神奇一幕”。
“這款新型纖維具有三層鞘芯結(jié)構(gòu),采用的均是市面上較常見的原材料,原材料成本低,纖維和織物的加工能夠用成熟的工藝實(shí)現(xiàn),已具備量產(chǎn)能力。”論文第一作者、東華大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院博士研究生楊偉峰說。
“下一階段,我們將深入研究如何讓這種新型纖維更有效地從空間中收集能量,并以此驅(qū)動(dòng)更多功能,包括顯示、變形、運(yùn)算等?!闭n題組組長王宏志說。
《光明日?qǐng)?bào)》(2024年04月11日 08版)
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