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admin
2019-08-28 01:19

  预计基于光纤的电子产品将在下一代可穿戴电子产品中发挥至关重要的作用。编织成纺织品,可提供更高的耐用性,舒适性和集成的多功能性。KAIST团队开发出一种可伸缩的多功能纤维(SMF),可以收集能量并检测应变,可应用于未来的可穿戴电子产品。

  对于可穿戴电子设备,可以通过分析来自人体的生物信号(例如脉搏和肌肉运动)来评估健康和身体状况。纤维非常适合未来的可穿戴电子产品,因为它们可以很容易地集成到纺织品中,这些纺织品设计成符合曲线表面并且穿着舒适。此外,它们的编织结构提供了支撑,使其能够抵抗疲劳。许多研究小组已经开发出基于光纤的应变传感器来感测外部生物信号。然而,他们的敏感度相对较低。

  可穿戴设备的适用性目前受其电源的限制,因为电池的尺寸,重量和寿命减少了它们的多功能性。从人体收集机械能是通过利用诸如弯曲,拉伸和按压的各种类型的运动来克服这些限制的有希望的解决方案。然而,先前报道,基于纤维的能量收集器不能拉伸,并且不能完全收获可用的机械能。

  来自材料科学与工程系的Seungbum Hong教授和Steve Park教授及他们的团队使用由P(VDF-TrFE)/ PDMS组成的铁电层制造了一种可拉伸纤维,该电介质夹在由多壁碳复合材料组成的可拉伸电极之间纳米管(MWCNT)和聚3,4-亚乙二氧基噻吩聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)。

  与先前报道的纤维应变传感器相比,MWCNT / PEDOT:PSS层中形成的裂缝有助于纤维显示出高灵敏度。此外,新纤维可以利用P(VDF-TrFE)/ PDMS层的压电效应在各种机械刺激下收获机械能,例如拉伸,攻丝和将水注入纤维。

  洪教授说:“这种新型光纤具有各种功能,使设备简单紧凑。它是开发具有能量收集和应变传感能力的可穿戴设备的核心技术。”