英国《自然》杂志8日发表材料科学最新研究成果:美国麻省理工学院团队采用新制造方法为了制造发光器件,将二极管 (LED) 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。
能够发射或检测光的半导体二极管是通信和传感器技术的基本构建模块。
如果它们可以集成到织物中,则可能会催生新型可穿戴电子设备。
但事实证明,将半导体器件的强大功能与纤维纺织品的可扩展性相结合是很棘手的。
麻省理工学院的研究员 Joel Flink 和他的同事从一个更大的聚合物预成型件开始,并将半导体器件嵌入到预成型件的中空通道中。
然后将预成型件加热并拉伸,同时将线穿过中空通道,形成延伸的纤维束。
这样,电连接的发光或光检测二极管在光纤束内轴向均匀分布。
该工艺本质上是可扩展的,可以制造数百米长的功能纤维。
一旦拉伸,这些纤维就可以很容易地织成织物。
该团队将二极管光纤放入标准家用洗衣机中清洗十次,发现其性能没有受到损害,证明了其耐用性。
他们还表明,可以在两种含有光检测和发光纤维的纺织品之间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。
研究人员得出的结论是,这种新的制造工艺可以让人们制造出具有更先进功能的纺织品,而智能纺织品和可穿戴技术可能会遵循它们自己的“摩尔定律”并变得越来越复杂。