微型計(jì)算機(jī)嵌入日常服裝——
智能纖維讓可穿戴電子設(shè)備邁進(jìn)現(xiàn)實(shí)
科技日?qǐng)?bào)北京1月31日電 (記者張夢(mèng)然)《自然》31日?qǐng)?bào)告了新加坡和中國(guó)科學(xué)家聯(lián)合開發(fā)的一種制作內(nèi)置電子元件纖維的新方法，這種纖維可用于可穿戴電子設(shè)備。其潛在應(yīng)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(cè)的柔性設(shè)備。
可檢測(cè)和處理信號(hào)的可穿戴電子元件，能用含有半導(dǎo)體器件的纖維制成。但制造過程可能會(huì)產(chǎn)生缺陷，限制這些纖維的性能。
來自新加坡南洋理工大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)以及多家機(jī)構(gòu)的研究人員組成的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，此次評(píng)估了纖維制造過程，以確定斷裂和缺陷是如何產(chǎn)生的。利用這些信息，他們修改了加工技術(shù)以及半導(dǎo)體和纖維材料的結(jié)合方法，以生產(chǎn)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(tuán)隊(duì)制作了一系列實(shí)驗(yàn)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(hào)，從而為視力障礙人士提供協(xié)助。帽子檢測(cè)到的光信號(hào)被傳輸?shù)绞謾C(jī)上，在交通燈由紅轉(zhuǎn)綠時(shí)提醒用戶。團(tuán)隊(duì)還將纖維編入手環(huán)，制成可穿戴心臟監(jiān)測(cè)器，性能與市售設(shè)備相當(dāng)，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(shí)發(fā)表的新聞與觀點(diǎn)文章中，美國(guó)弗吉尼亞理工大學(xué)研究人員認(rèn)為，這項(xiàng)工作“在將微型計(jì)算機(jī)嵌入日常服裝的方向上實(shí)現(xiàn)了一個(gè)飛躍”。
【總編輯圈點(diǎn)】
這一技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)是在工業(yè)上已準(zhǔn)備就緒。制造這些纖維的設(shè)備包括纖維牽引裝置，已經(jīng)在電信業(yè)中用于生產(chǎn)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(nèi)立即得到應(yīng)用。例如，在傳感器、執(zhí)行器、能量收集和儲(chǔ)存裝置、顯示以及醫(yī)療保健設(shè)備中，其都將發(fā)揮潛力。
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