Small:蚕丝智能复合电子织物,贴近人体、呵护健康

智能纺织品是科技发展的重要产物,能推动大数据、大健康的迅速发展。在柔性电子快速发展的时代,智能柔性材料的需求日益增加,纺织品也正朝着智能化方向发展,能实时感应和监测人体运动、健康以及生理状态的智能纺织品,将对人体运动分析、健康监测、数据采集等方面提供依托,从而推进人类智慧医疗、智慧养老、智慧生活等新型生活方式的发展。

目前商业化的智能可穿戴产品较多的集中在手环、手表、眼镜等,此类产品只是一种穿戴设备的形式且限制人体的活动和信号采集范围。智能纺织品才是未来可穿戴领域的有效载体。基于柔性基底的传感器包括植入式、接触皮肤式和可穿戴式智能传感器三类,其研究引起了学者的广泛关注。目前对于柔性传感器的要求包括灵活性、可伸缩性、透气性等,集合纺织品的“柔”和传统传感器的“刚”,营造刚柔并济的智慧。将纳米材料、纱线成形与现代编织技术相结合,制造具有多维位置识别能力的先进智能纺织品传感器,对健康数据采集具有重要意义。

厦门大学生物仿生及软物质研究院刘向阳教授课题组应用纺织制造技术,通过蚕丝碳纳米复合纱线,纺出能感知温度与压力的智能传感纱线,并采用平纹编织方法制备了具有精细测空间温度及压力分布的复合电子织物。为了获得高性能的亲肤性纺织传感器,并将功能材料固定在纤维间,研究者们研究的织物传感器采用了蚕丝纤维作为包缠纱的复合纱结构。其中,碳纳米管及离子液体作为温度敏感材料形成了纱线温度传感器,高导电银纳米线作为电极材料制备了交织点压力传感器,在此基础上制备了具有双传感功能的电子织物。双层传感织物可靠、稳定、耐洗,可直接与纺织品结合,为穿戴灵活的电子产品提供了巨大的机遇。此项研究将会为多功能织物传感器打开了新的思路,并为编织工艺制备可穿戴柔性电子织物提供研究方法。研究者相信,多功能和多维度智能织物传感器在人机交互,可穿可脱电子皮肤、生物医学假肢、生理信号分析等领域具有潜在的应用前景。相关论文在线发表在Small (DOI: 10.1002/smll.201901558)上,并于当期Front Cover做简要介绍。