“不插电”的发光发电纤维 我国科学家团队在智能纤维领域取得突破

时间: 2024-06-27 01:37:21 |   作者: 印染

  4月5日,记者从东华大学获悉,该校材料科学与工程学院先进功能材料课题组在Science(《科学》)上发表了题为“Single body-coupled fiber enables chipless textile electronics”的研究论文。该研究提出了基于“人体耦合”的能量交互机制,并成功研发出集无线能量采集、信息感知与传输等功能于一体的新型智能纤维,由其编织制成的智能纺织品无需依赖芯片和电池便可实现发光显示、触控等人机交互功能,这一突破性成果为人与环境的智能交互开辟了新可能,具有广泛应用前景。

  随着科技不断发展,智能可穿戴设备正逐渐成为我们生活的一部分,并在健康监测、远程医疗和人机交互等领域发挥着越来越重要的作用。相较于传统刚性半导体元件或柔性薄膜器件等,由智能纤维编织而成的电子纺织品具有更好的透气性和柔软度,被视为理想的可穿戴设备载体。现阶段的智能纺织品仍依赖于芯片和电池,体积、重量和刚性大,难以同时满足人们对纺织品功能性和舒适性的需求。

  该研究中,东华大学科研团队开创性地提出了“非冯·诺依曼架构”的新型智能纤维,有效地简化了可穿戴设备和智能纺织品的硬件结构,优化了它们的可穿戴性。该工作实现了将能量采集、信息感知、信号传输等功能集成于单根纤维中,并通过编织制成不依赖芯片和电池的智能纺织品。

  “不插电”就能发光发电的纤维,其中到底有怎样的奥妙呢?在我们的日常生活中,电磁场和电磁波无处不在,散布在环境中的这些电磁能量就是这种新型纤维的无线驱动力。而这些能量又是如何“传递”到纤维上面的呢?答案就是我们的身体。该工作提出把人体作为能量交互的载体,开辟了一条便捷的能量“通道”,原本在大气中耗散的电磁能量优先进入纤维、人体、大地组成的回路,恰恰就是这一“日用而不觉”的原理,促成了“人体耦合”的新型能量交互机制。在添加特定功能材料以后,仅仅经过人体触碰,这种新型纤维就会展现发光发电的“神奇一幕”。

  据相关研究人员介绍,这种新型纤维能够运用到服装服饰、布艺装饰等日用纺织品中,当它们与人体接触时,通过发光进行可视化的传感、交互甚至高亮照明,同时它们还能对人体不同姿态动作产生独特的无线信号,进而对智能家电等电子产品进行无线遥控。这些新颖的功能有望拓展电子产品的应用场景,甚至改变人们智慧生活的方式。

  4月5日,记者从东华大学获悉,该校材料科学与工程学院先进功能材料课题组在Science(《科学》)上发表了题为“Singlebody-coupledfiberenableschiplesstextileelectronics”的研究论文。该研究提出了基于“人体耦合”的能量交互机制,并成功研发出集无线能量采集、信息感知与传输等功能于一体的新型智能纤维,由其编织制成的智能纺织品无需依赖芯片和电池便可实现发光显示、触控等人机交互功能,这一突破性成果为人与环境的智能交互开辟了新可能,具有广泛应用前景。