微型计算机嵌入日常服装——智能纤维让可穿戴电子设备迈进现实

科技日报北京1月31日电 (记者张梦然)《自然》31日报告了新加坡和中国科学家联合开发的一种制作内置电子元件纤维的新方法，这种纤维可用于可穿戴电子设备。其潜在应用包括能感知交通灯变化的帽子(可帮助视障人士)，以及用于心脏监测的柔性设备。

可检测和处理信号的可穿戴电子元件，能用含有半导体器件的纤维制成。但制造过程可能会产生缺陷，限制这些纤维的性能。

来自新加坡南洋理工大学、中国科学院大学以及多家机构的研究人员组成的联合团队，此次评估了纤维制造过程，以确定断裂和缺陷是如何产生的。利用这些信息，他们修改了加工技术以及半导体和纤维材料的结合方法，以生产出具有光电特性的高性能柔性纤维。

为展示这种材料的能力，研究团队制作了一系列实验性装置。例如，他们将纤维编成一顶帽子，能感知交通灯的光信号，从而为视力障碍人士提供协助。帽子检测到的光信号被传输到手机上，在交通灯由红转绿时提醒用户。团队还将纤维编入手环，制成可穿戴心脏监测器，性能与市售设备相当，但比刚性传感器更贴合手腕。这些纤维还展现出压缩条件下的耐久性和防水性。

在同时发表的新闻与观点文章中，美国弗吉尼亚理工大学研究人员认为，这项工作“在将微型计算机嵌入日常服装的方向上实现了一个飞跃”。

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这一技术的最大优势是在工业上已准备就绪。制造这些纤维的设备包括纤维牵引装置，已经在电信业中用于生产商用光纤。换句话说，只要这种纤维制成，就可以利用纺织业已广泛使用的工具，将其编织成织物，从而在大范围内立即得到应用。例如，在传感器、执行器、能量收集和储存装置、显示以及医疗保健设备中，其都将发挥潜力。

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