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【科技前沿】“不插电”也能发光的纤维问世

来源:光明网-《光明日报》2024-04-11 03:20

  【科技前沿】

  光明日报上海4月10日电(记者颜维琦)你见过穿上身就能发光发电的纤维吗?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。这一突破被认为有望改变人与环境以及人与人之间的交互方式,对功能性纤维的开发以及智能纺织品在不同领域的应用具有重要启发意义。相关研究成果近日发表在《科学》上。

  智能可穿戴设备正成为我们生活的一部分,在健康监测、远程医疗和人机交互等领域发挥着重要作用。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。然而,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。

  东华大学团队开创性地提出“人体耦合”新型能量交互机制,有效简化可穿戴设备和智能纺织品的硬件结构,实现将能量采集、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,其中有怎样的奥妙?电磁场和电磁波无处不在,散布在环境中的电磁能量就是这种新型纤维的无线驱动力,这些能量通过我们的身体“传递”到纤维上。科研人员提出,把人体作为能量交互的载体,开辟一条便捷的能量“通道”,使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。添加特定功能材料后,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”。

  “这款新型纤维具有三层鞘芯结构,采用的均是市面上较常见的原材料,原材料成本低,纤维和织物的加工能够用成熟的工艺实现,已具备量产能力。”论文第一作者、东华大学材料科学与工程学院博士研究生杨伟峰说。

  “下一阶段,我们将深入研究如何让这种新型纤维更有效地从空间中收集能量,并以此驱动更多功能,包括显示、变形、运算等。”课题组组长王宏志说。

  《光明日报》(2024年04月11日 08版)

[ 责编:孙宗鹤 ]
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