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LED和传感器被直接织入纺织纤维

科普小知识2022-02-17 21:42:30
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英国杂志《自然》8日发表了材料科学的最新研究成果:麻省理工学院团队通过一种新的制造方法将发光二极管和传感器直接编织到纺织级聚合物纤维中。该过程可用于开发新的可穿戴技术,以实现光通信和健康监测。

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。

麻省理工学院的研究员乔尔·沃林克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。

研究小组将这些二极管纤维放入标准家用洗衣机中10圈,发现它们的性能没有受损,证明了它们的耐用性。他们还表明,在包括光探测和发光纤维在内的两种纺织品之间可以建立双向光通信链路。不仅如此,这种智能纺织品还可以用来测量佩戴者的心率。

研究人员得出结论,这种新的制造工艺将使人们能够制造功能更先进的纺织品、智能纺织品和可穿戴技术,或者根据他们自己的“摩尔定律”变得越来越复杂。