衣服穿上身就能发光发亮？东华大年夜学智能纤维最新研究成果在Science揭橥

采访工具供图（下同）

你见过穿上身就能发光发电的纤维吗？你期待智能可穿着设备实现哪些功能？对付未来的人机交互场景，你又是如何畅想的呢？

日前，东华大学材料科学与工程学院前辈功能材料课题组在Science（《科学》）上揭橥研究论文。
该研究提出了基于“人体耦合”的能量交互机制，并成功研发出集无线能量采集、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，这一打破性成果为人与环境的智能交互开辟了新可能，具有广泛运用前景。

随着科技不断发展，智能可穿着设备正逐渐成为我们生活的一部分，并在康健监测、远程医疗和人机交互等领域发挥着越来越主要的浸染。
相较于传统刚性半导体元件或柔性薄膜器件等，由智能纤维编织而成的电子纺织品具有更好的透气性和优柔度，被视为空想的可穿着设备载体。
如旗子暗记采集的传感纤维、旗子暗记传输的导电纤维、信息显示的发光纤维、能量供应的发电纤维等。
只管这些功能单元可组合制成织物形态，但这种繁芜的多模块集成技能还面临着一系列寻衅。
现阶段的智能纺织品仍依赖于芯片和电池，体积、重量和刚性大，难以同时知足人们对纺织品功能性和舒适性的需求。

该研究中，东华大学科研团队首创性地提出了“非冯诺伊曼架构”的新型智能纤维，有效地简化了可穿着设备和智能纺织品的硬件构造，优化了它们的可穿着性。
该事情实现了将能量采集、信息感知、旗子暗记传输等功能集成于单根纤维中，并通过编织制成不依赖芯片和电池的智能纺织品。

“不插电”就能发光发电的纤维，个中到底有若何的奥妙呢？在我们的日常生活中，电磁场和电磁波无处不在，散布在环境中的这些电磁能量便是这种新型纤维的无线驱动力。
而这些能量又是如何“通报”到纤维上面的呢？答案便是我们的身体。
该事情提出把人体作为能量交互的载体，开辟了一条便捷的能量“通道”，原来在大气中耗散的电磁能量优前辈入纤维、人体、大地组成的回路，正好便是这一“日用而不觉”的事理，匆匆成了“人体耦合”的新型能量交互机制。
在添加特定功能材料往后，仅仅经由人体触碰，这种新型纤维就会展现发光发电的“神奇一幕”。

“这款新型纤维具有三层鞘芯构造，所采取的均是市情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）。
原材料本钱低，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。
”作为论文第一作者，东华材料学院博士生杨伟峰说。

该事情还展示了这种基于人体耦合事理的智能纤维的几种运用：在不该用芯片和电池的情形下，实现了纤维触控发光、织物显示以及无线指令传输等功能。
纤维材料改性国家重点实验室（东华大学）侯成义研究员表示，“这种新型纤维能够利用到服装衣饰、布艺装饰等日用纺织品中，当它们与人体打仗时，通过发光进行可视化的传感、交互乃至高亮照明，同时它们还能对人体不同姿态动作产生独特的无线旗子暗记，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运用处景，乃至改变人们聪慧生活的办法。
”

新民 张炯强