科学家研制基于半导体器件的智能服装

一种新的制造方法可以将发光二极管和传感器直接编织到纺织级聚合物纤维中。该过程可用于开发可实现光通信和健康监测的新的可穿戴技术。

能够发光或检测光的半导体二极管是通信和传感器技术的基本组成部分。如果它们能被整合到织物中，就有望创造出新的可穿戴电子设备。然而，事实证明，将半导体器件的功能与纤维基纺织品的延展性结合起来确实是一件困难的事情。

麻省理工学院的约尔·芬克(Yoel Fink)和他的同事从一个大的聚合物预制件开始，将半导体器件嵌入预制件的中空通道中。然后，当金属丝穿过中空通道时，预成型件被加热和拉伸，从而形成延伸的纤维束。这样，电连接的发光或光检测二极管轴向均匀地分布在光纤束中。该工艺具有固有的延展性，可生产数百米长的功能纤维。一旦拉伸，这些纤维可以很容易地织入织物。

研究人员将这些二极管纤维放入标准家用洗衣机中旋转，发现它们的性能没有受到损害，证明了它们的耐用性。在8月9日发表在《自然》杂志上的一篇文章中，研究人员还表示，可以在两种包含光探测和发光纤维的纺织品之间建立双向光通信连接。不仅如此，这种智能纺织品还可以用来测量佩戴者的心率。

研究人员说，这种新的制造工艺使人们能够制造功能更先进的纺织品。根据摩尔定律，智能纺织品和可穿戴技术将变得越来越复杂。(冯伟伟)

相关文件信息:doi: 10.1038/s1586-018-0390-x

中国科学新闻(2018-08-13，第二版国际)