“那一根根纖維，摸起來與紡線并無二緻，當像蜻蜓點水一樣接觸到水，卻被瞬間點亮。”東華大學科研團隊成功研發出一種無需晶片和電池就能發光發電的智能纖維。這一重大研究成果近日不僅登上了國際頂級學術期刊《科學》，更被認為有望改變人與環境以及人與人之間的互動方式，具有廣泛應用前景。
因為具有更好的透氣性和柔軟度，由智能纖維編織而成的電子紡織品被視為理想的可穿戴裝置載體。然而現有的電子織物往往是基于“馮·諾依曼架構”去建構不同的功能性纖維元件，然後再把它和晶片進行內建，這樣往往會在穿戴舒适性、無縫內建和續航等方面帶來各種各樣的問題。
基于“人體耦合”的能量互動機制，東華大學材料科學與工程學院先進功能材料課題組開創性地研發出“非馮·諾依曼架構”的新型智能纖維，實作了将能量采集、資訊感覺與傳輸等功能內建于單根纖維中，而由這種纖維編織制成的紡織品無需依賴晶片和電池便可實作發光顯示、觸控等人機互動功能。這不僅可以簡化硬體結構，更能讓智能紡織品擺脫傳統電池和晶片的束縛，實作真正的無線智能化。
那麼，這種智能纖維究竟是如何實作不插電就發光的呢？原來，它巧妙地利用了環境中的電磁能量作為無線驅動力，然後通過“人體”這個導體将這些能量傳遞到纖維上，促成了“人體耦合”的能量互動。在添加特定功能材料以後，用手輕輕觸碰，這種新型纖維就會出現發光發電的“神奇一幕”。
據介紹，這款新型纖維具有三層鞘芯結構，内層是感應交變電磁場的纖維天線（鍍銀尼龍纖維），中層是提高電磁能量耦合容量的介電層（BaTiO3 複合樹脂），外層是電場敏感的發光層（ZnS複合樹脂）。這些原材料都是市面上常見的，成本較低，且利用成熟的工藝，纖維和織物的加工能夠具備量産的條件。
這種新型纖維的誕生不僅為智能紡織品提供了新的設計空間，還有助于推動電子産品在日常生活中的廣泛運用。課題組表示，它可運用到服裝服飾、布藝裝飾等日用紡織品中，在與人體接觸時，它可以通過發光來實作可視化的傳感、互動甚至高亮照明，更引人注目的是，這些纖維能夠識别人體不同的動作和姿态，進而産生特定的無線信号，實作對智能家電等電子産品的無線遙控。這意味着我們距離一個更加智能互聯的生活方式又近了一步。
資料來源于東華大學
撰稿：程清慧
編輯：李冰倩
責編：高 琴
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