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我国科学家成功研发出无需插电的发光发电纤维

发布日期:2024-04-08     100 次

4 月 6 日消息,我国科学家成功研发出了一种集无线能量采集、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。

目前,相关研究已经发表在《科学》杂志上,题为“Single body-coupled fiber enables chipless textile electronics”。附 DOI: 10.1126/science.adk3755。

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该研究工作由东华大学作为唯一通讯单位主导完成,合作单位包括新加坡国立大学与安徽农业大学。东华大学材料科学与工程学院博士研究生杨伟峰为论文第一作者。

同期,《科学》还邀请美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校、麻省理工学院的专家对该成果进行了评述报道。

官方表示,该成果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。

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据介绍,该研究提出了基于“人体耦合”的能量交互机制,由这种新型智能纤维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。

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杨伟峰表示,“这款新型纤维具有三层鞘芯结构,所采用的均是市面上比较常见的原材料。芯层为感应交变电磁场的纤维天线(镀银尼龙纤维)、中间层为提高电磁能量耦合容量的介电层(BaTiO3 复合树脂)、外层为电场敏感的发光层(ZnS 复合树脂)。原材料成本低,纤维和织物的加工都能够用成熟的工艺实现,已具备量产能力。”

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该工作还展示了这种基于人体耦合原理的智能纤维的几种应用:在不使用芯片和电池的情况下,实现了纤维触控发光、织物显示以及无线指令传输等功能。侯成义研究员表示,“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。”


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