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智能織物的案例

可穿戴|劍橋大學開發新型電子織物,可被制成電視功能窗簾或智能衣物
結合這些技術,研究人員最終通過現有成熟的、可擴展的紡織品制造工藝將多種功能模塊整合到一塊大尺寸的智能織物上。 由此技術制造的智能織物可以用作顯示器、監控各種輸入或存儲能量以備后用。該織物可以檢測射頻、觸摸、光線和溫度信號。它也可以卷起來,因為它是使用現有成熟紡織工藝制造的。可以想象,未來我們可以用這種方式制造大尺寸可卷起的功能性織物。 研究人員表示,他們的這種織物顯示器原型為下一代電子紡織品應用鋪平了道路,應用領域包括可以產生和儲存自身能源的智能和節能建筑、物聯網 (IoT)、分布式傳感器網絡和交互式顯示器等領域。 “我們的這種方法建立在微納米技術、顯示器、傳感器、能源技術和現有紡織制造工藝的融合之上,”劍橋大學工程系與Luigi Occhipinti博士以及Manish Chhowalla教授共同領導這項研究的Jong min Kim教授說道,“這是我們朝著在日常應用中充分利用可持續、便捷電子纖維和電子紡織品方向邁出的重要一步,而且這也僅僅是個開始。” “通過集成基于光纖的電子、光子、傳感和能源功能,我們可以設計和制造出全新類別的智能設備和系統,”同樣來自劍橋大學工程系的Occhipinti博士說,“通過釋放紡織品制造的全部潛力,我們很快就會看到自供電物聯網設備無縫集成到日常物品和許多其他行業應用中。” 目前,這些研究人員正在與歐洲的一些合作者展開合作,以期望將該技術用到人們日常接觸的生活物品上。另外,他們還有一個研究方向——將一些可持續材料整合為纖維,進而提供一種新型能源紡織系統。據他們說,這些柔性和功能性智能織物最終可以制成電池、超級電容器、太陽能電池板和其他設備等。
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清華大學張瑩瑩課題組ACS Nano展望論文:面向健康管理的智能纖維與織物
作為人類文明的象征之一,纖維和織物伴隨了人類幾千年的發展歷程(圖1)。纖維的直徑通常為幾微米到幾百微米,具有很高的長徑比。從幾千年前進入人類生活的蠶絲、棉、麻等天然纖維,發展到如今現代工業化生產的化工纖維,纖維在日常生產和生活中無處不在,它們可以被制作成紡織品,用于服裝或結構材料,不僅可用于人體穿戴起到防護、保暖和裝飾作用,還可用于航空、建筑、醫療保健等諸多領域。 圖1 纖維和織物的發展歷史:過去、現在和未來。 近年來,具有傳感、致動等功能的智能纖維和織物正在逐漸登上歷史舞臺。隨著人類文明的進步,社會對柔性可穿戴電子技術的需求日益增長。柔性可穿戴電子產品可以實時監測人體生理信號、運動信息和環境信息,服務于智慧醫療與個人健康管理。傳統的電子設備通常體積大、柔性差,不能滿足可穿戴智能產品的要求。與之相比,纖維和織物具有柔軟、透氣、輕質等特點,是可穿戴電子產品的理想形態。因此,近幾年智能纖維和織物的發展吸引了全球科技工作者和產業界的大量關注。 智能纖維和織物是指具有傳感、致動、通訊、適應、記憶、自修復、學習、能量管理(收集或儲存)等功能的纖維和織物智能纖維和織物的發展是紡織技術與化學合成、材料科學、電子、信息、人工智能等諸多領域交叉融合的結果。通過將傳統纖維或織物進行物理或化學修飾,或將電子器件嵌入其中,人們逐漸實現了多種多樣的智能纖維或織物的制備。隨著科技發展,纖維和織物的功能和性能日新月異,從最初的單一功能逐步向多功能發展,并不斷有新的功能被發展和實現(圖2)。
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武培怡教授團隊ACS Nano:多功能智能可穿戴纖維織物
特別是柔性、可形變、持久耐用,透氣和易制備的纖維織物產品,幾十年來一直是可穿戴電子織物和電子皮膚領域的研究熱點。隨著制備工藝的快速發展,可穿戴織物電子產品在人工智能、人機交互、大數據管理、物聯網等領域扮演著越來越重要的作用。但就現有技術而言,開發出可以模擬生物體感知功能,同時超越生物感知能力的織物傳感器,仍然是一個巨大的挑戰。 武培怡教授課題組近年來報道了一系列用水凝膠和彈性體材料來模擬生物皮膚和組織的力學、傳感、和刺激響應特性:實現了離子皮膚的多功能性制備(Adv. Mater. 2017, 29, 1700321; Nat. Commun. 2018, 9, 1134; ACS Nano, 2018, 12, 12860-12868; Mater. Horiz. 2019, 6, 538-545; Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 1908018)。同時,課題組成員近幾年推成出新,努力進取,將多功能傳感能力積極拓展到溶劑識別(Nat. Commun. 2019, 10, 3429)和信息智能加密和傳輸、危險預警等應用領域 (Adv. Mater. 2021, 33, 2008479; ACS Appl. Mater. Interfaces 2021, 13, 5, 6731–6738)。 近期,武培怡教授團隊利用濕法紡絲技術制備了一種具有多功能感知能力的Kevlar/MXene (KM)智能可穿戴纖維織物。該纖維織物可被多次清洗和縫織。依托相應的智能口罩,可以對人體呼吸進行實時監控,從而以高精度和便攜性檢測潛在的健康問題,為疾病判斷和實現遠程診療提供了重要參考。同時,該團隊還開發了一種溫度響應的智能纖維織物手套,通過預知周圍潛在危險來防止人體受到傷害。
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加州理工Chiara Daraio教授和南洋理工王一凡教授Nature:3D打印可控制剛度的智能穿戴材料
大部分智能穿戴材料通過集成電子元件和感應器來達到測量和通訊的目的。然而,這些穿戴材料的力學特性在制造以后通常是不可變的。可控剛度織物在軟的狀態下可以作為柔性的可穿戴材料,變硬以后能夠起到保護和支撐作用。這種先進材料可廣泛應用于醫療器件,外骨骼設備,機器人等領域中。 8月11日,美國加州理工學院Chiara Daraio教授和新加坡南洋理工大學機械航空學院王一凡教授合作在頂級綜合期刊《Nature》上發表了一種基于拓撲互鎖顆粒材料的可3D打印智能織物。該織物由古代的鏈甲(鎖子甲)啟發,由三維結構顆粒之間的拓撲互鎖連接而成。將該織物封裝進柔性氣囊并加負壓后,互鎖顆粒之間的接觸點數急劇增加形成阻塞相變(jamming transition),大幅提高織物的剛度和強度。南洋理工大學王一凡助理教授(原加州理工博士后)和加州理工博士生李柳池為論文共同一作,加州理工學院Chiara Daraio教授為論文通訊作者。 圖一 拓撲互鎖智能織物的示意圖以及剛度的控制 如圖一所示,設計好的智能織物由中空的正八邊形顆粒組成,并可以用激光燒熔打印技術(Selected Laser Sintering)將整張織物一次打印。由于顆粒中空的架構,整張織物密度很小(~0.2g/cm3),與傳統織物類似,并且相當柔軟。當織物封裝于柔性氣囊并加負壓后,剛度增加25倍以上并能承受大于本身50倍的重量。 圖二 不同顆粒架構形成的織物彎曲剛度和顆粒接觸點數的關系。
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智能織物圖1
新型彈性纖維:或將引發智能衣服新變革!
這一突破性方法為新型智能織物和醫用植入物創造了條件。 背景 纖維,是紡織品中的一種重要成分。新型纖維的研發對于智能織物智能可穿戴設備、柔性電子的發展都有著非常重要的意義與價值。為了更直觀的展示新型纖維的作用,讓我們一起回顧一下以往介紹過的經典案例: 1)美國北卡羅來納州立大學開發的一種具有柔性和彈性的觸敏纖維,它可以檢測到觸摸、張力與扭曲,應用于智能織物與可穿戴電子設備。 (圖片來源:北卡羅來納州立大學) 2)韓國科學技術院科研團隊開發出一種位于超薄纖維上的高效有機發光二極管(OLED),它有望廣泛應用于可穿戴的柔性顯示設備。 (圖片來源:KAIST) 3)美國萊斯大學的研究人員研發出由碳納米管纖維制成的無線天線,性能堪比銅天線,而重量卻只有銅天線的1/20。因為重量和柔性方面的優勢,它有望應用于航空航天領域和可穿戴電子設備。 (圖片來源:Jeff Fitlow / 萊斯大學) 創新 近日,瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)科學家們采用一種快速簡便的途徑,制造出超彈性、多元材料、高性能的纖維。這種纖維已經作為傳感器用在機器人手指和衣服中。這項突破性的方法為新型智能織物和醫用植入物創造了條件。 (圖片來源:JAlban Kakulya / EPFL) 這種纖維由 EPFL 光子材料和纖維設備實驗室(FIMAP)開發,團隊由 Fabien Sorin 帶領。科學家們采用一種快速簡便的方法,將不同種的微結構嵌入到超彈性纖維中。例如,他們通過在“關鍵位置”添加電極,將纖維轉化為超靈敏的傳感器。而且,他們的方法還可以在短時間內制造出幾百米的纖維。 最近,這項研究的相關論文發表于《先進材料(Advanced Materials)》雜志。相關的專利已經提交申請。 技術 這是一種思考傳感器的全新方式。
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清華大學張瑩瑩課題組:桑蠶絲智能纖維與織物
智能紡織品應運而生,智能纖維作為智能紡織品的一部分,是指既能夠感知到外界環境或內部狀態變化、刺激,并能夠做出反應( 響應) 的纖維,是真正意義上的智能可穿戴產品。遺憾的是傳統服裝行業的纖維雖然具有各種優良性能,但并不具有導電性,所以無法實現智能化。 自古以來,中國生產的絲綢以其色澤光麗、質地柔軟的特性,深受各國人民的喜愛。中國是蠶絲的發源地,種桑養蠶制絲織綢是我國古代對世界物質文明和精神文明的重大貢獻。在智能紡織品萌芽和發展的今天,如能賦予桑蠶絲新的功能,無疑會為絲綢業的發展注入新的活力。然而,目前報道的再生蠶絲往往具有脆性,這限制了其在柔性電子紡織品中的實際應用。 為了開拓桑蠶絲在智能纖維領域的運用,清華大學的張瑩瑩課題組利用靜電紡絲技術將桑蠶絲材料與碳納米管相結合,成功在蠶絲纖維中嵌入了超強導電的碳納米管纖維,從而制得了超柔、超輕、超強的桑蠶絲纜線。此外,研究人員展示了這種智能蠶絲的防水濺功能。進一步的,他們展示了這種纖維在柔性電子織物中的運用,所得的電子織物具備了智能變色、無線充電等功能。 ▲導電蠶絲制備示意圖 該導電桑蠶絲表現出高電導(31000 S/m)、高機械強度(16 cN/tex)、優異的耐疲勞性(1000次彎曲)和耐濕性(RH=70%)。作為柔性電子織物,該導電桑蠶絲還具有良好的透氣性和質輕的特點。加之桑蠶絲本身的天然材料屬性,這種桑蠶絲在穿戴電子織物中具有很大優勢。 此外研究人員表示,這種利用靜電紡絲制備包芯結構纖維的方法也可用于制造其他功能纖維。期待該類智能纖維有朝一日為傳統紡織產業帶來顛覆性的變化。
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中科院納米能源所孫其君課題組:面向智能織物的纖維基摩擦電化學晶體管
此外,實現智能電子紡織品的一個關鍵步驟是使功能部件的制造過程與紡織品生產工藝兼容。纖維狀OECT將功能性纖維與邏輯晶體管器件相結合,實現了導電聚合物在纖維結構中摻雜/脫摻雜的可逆過程,為電子器件直接織入織物提供了一條更簡單的途徑,并能夠促進它們與TENG織物的集成。 在這里,提出了一種具有編織結構的TENG織物調控的纖維狀摩擦電化學晶體管,如圖1所示。TENG產生的摩擦電勢可以耦合到纖維狀OECT的PEDOT:PSS通道,從而誘導可逆的摻雜/脫摻雜過程,并通過離子凝膠電介質調節輸出電流。 圖1 纖維摩擦電化學晶體管示意圖 在耗盡模式下工作的纖維狀OECT具有良好的電學性能:電流開關比高達4000,柵極漏電流小于4.2 nA,良好的彎曲和循環穩定性(圖2)。纖維狀摩擦OECT也顯示出相當的性能,包括高電流開關比 (≈1286)、低關態電流、閾值位移(0.3 mm)和低摩擦電亞閾值擺幅(~1.6?mm/dec),如圖3所示。 圖2 纖維狀OECT的電學特性 圖3 纖維摩擦OECT電學性能表征和工作機制 通過編織結構的TENG進行柵極驅動,它還可以很容易地集成到纖維或紡織陣列中,有望實現一種靈活的、功能強大、智能的自供電電子紡織品。
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由紙巾制成的可穿戴傳感器:柔軟、便宜、多用途!
背景 時下,各種可穿戴產品紛紛出現在我們的視野中,例如:智能織物智能皮膚、智能手環、智能手表、智能貼片、智能手套等等。可穿戴技術不僅有利于生活娛樂,還可用于健康監測、運動監測、環境監測等多個方面。從筆者之前對于可穿戴技術的介紹中,我們不難發現,可穿戴技術的發展正呈現出自供電、柔性化、低成本、易制造等趨勢。 創新 今天,筆者要再介紹一項可穿戴技術方面的創新成果。近日,美國華盛頓大學的工程師們將面巾紙(類似于廁紙)轉化成了一種新型可穿戴傳感器,它可以檢測脈搏、眨眼和其他類型的人體運動。這種傳感器輕量、柔軟、便宜,可應用于醫療保健、娛樂和機器人等領域。 有關這項技術的論文發表于1月份的《先進材料技術》(Advanced Materials Technologies)雜志。現在,這項研究已經通過了實驗,研究人員希望找到一種合適的商用方法。在2017年12月,這項研究已經申請了臨時專利。 技術 在論文中,科學家們演示了通過撕開具有納米復合材料的面巾紙,打破紙張的纖維,紙張就可以像傳感器一樣工作。這項研究的高級作者、華盛頓大學機械工程系副教授 Jae-Hyun Chung 表示,它可以檢測到心跳、手指力量、手指運動、眼球運動等等。 ( 圖片來源:Dennis R. Wise / 華盛頓大學 ) ( 圖片來源:Dennis R. Wise / 華盛頓大學 ) 在研究中,科學家們使用了類似于廁紙的紙巾,這種紙巾和傳統的廚房紙巾沒什么差別。然后,紙巾被澆上摻入碳納米管的水。碳納米管是一種微型材料,可以導電。每張紙巾都有水平和垂直的纖維,所以當紙張撕開的時候,裂口的方向會指示傳感器發生了什么情況。為了追蹤眼球運動,它們被貼在眼鏡上。 ( 圖片來源:Dennis R.
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哈佛大學鎖志剛教授與科羅拉多大學Hayward教授 PNAS:基于離電子結的柔性溫度傳感器
該研究為柔性傳感器的設計提供了指導,也為下一代可穿戴設備、智能織物、軟體機器人等的發展奠定了基礎。 這項研究工作以Temperature sensing using junctions between mobile ions and mobile electrons為題發表于Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America。論文第一作者為王葉成博士(哈佛大學博士、博士后),第二作者為賈坤副教授(西安交通大學),第三作者為張舒文助理教授(西安交通大學)。其他合作者包括Hyeong Jun Kim助理教授(韓國Sogang University)和白陽(西安交通大學研究生)。美國科學院院士、美國工程院院士、哈佛大學鎖志剛教授和科羅拉多大學Ryan C. Hayward教授為論文通訊作者。
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神奇!蠶絲“人工肌肉” 感知濕度,自動伸縮
這種新型“人造肌肉”,不僅可以用于智能織物,在柔軟機器人研發領域也將大有可為。論文日前發表于材料領域國際權威期刊《先進功能材料》(AdvancedFunctionalMaterials)。 論文鏈接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201808241 如果有件智能衣服,可以感知皮膚表面濕度,出汗時長袖變為短袖,汗干后又恢復如初,那將多么神奇。如今,人們在智能紡織品的開發方面取得了不錯的進展,制造出來的紡織品具有能量儲存、自清潔、顏色變化、溫度和濕度調節等新型功能。“如果紡織品能夠對濕度響應,通過調節宏觀形狀或孔隙率實現水分和熱量管理,將會為人們提供更多的舒適體驗。這一設想,引起了我們極大的興趣。”劉遵峰說。 劉遵峰團隊利用天然純蠶絲制備了一種新型的“人工肌肉”纖維,不使用化學修飾和添加劑,通過脫膠、加捻、合股、熱定型等常規工業流程制作獲得。蠶絲“人工肌肉”在水霧和濕度驅動下實現了扭轉、拉伸和收縮致動。為了不需要外界固定就能實現可逆驅動,劉遵峰團隊開發了一種扭矩平衡的纖維結構,通過將扭曲的纖維對折、合股,使得蠶絲纖維實現了自平衡。 研究人員用蠶絲伸縮肌肉編織了一件玩偶大小的智能上衣,實現了環境濕度增加時(例如,由于汗水或潮濕環境),智能上衣的衣袖長度收縮至原長度的一半;濕度下降時又恢復如初。這種水分敏感的紡織品,可以通過改變宏觀形狀非常有效地實現水分和熱量的管理功能。    “由于蠶絲應用廣泛且具有優異的穿戴舒適性,蠶絲‘人工肌肉’的制作流程符合當前工業化程序,不需要化學修飾和額外的添加劑,我們預計它將在工業應用中開辟更多的可能性,例如智能紡織品和柔性機器人。”
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《先進功能材料》類似玩橡皮泥的“機械編程”過程實現液晶交聯聚合物網絡可控3D變形
這項研究不但推動了液晶交聯聚合物網絡在柔性機器人中的應用,也為液晶交聯聚合物網絡在智能織物、生物仿生和神經纖維中的應用開了大門。 論文鏈接: https://doi.org/10.1002/adfm.201802809 來源:高分子科學前沿
智能織物圖2
新型鋰離子電池:模仿人體脊椎,能量密度高,柔性好!
憑借著可彎曲、可扭曲、可伸縮、低功耗、高舒適度、輕薄、耐用、便攜等諸多優勢,柔性電子技術與可穿戴技術等其他前沿技術交叉融合,為我們帶來一系列應用,例如:智能手表、柔性顯示器、智能織物智能眼鏡、皮膚貼片、傳感器等。 然而,隨著柔性可穿戴設備日益變多,這些產品的供電也成為了關鍵性問題。雖然筆者曾經介紹過一系列“無需電池”自供電技術,但是目前這些技術大多處于實驗室階段,離大規模商用尚有一段距離。然而,電池本身走向柔性化,也是解決這一問題的重要手段。筆者之前介紹過許多有關柔性電池的案例。例如,美國加州大學圣迭戈分校開發的可伸縮燃料電池可以從汗液中提取能量,為LED和藍牙適配器之類的電子產品供電。 (圖片來源:加州大學圣地亞哥分校) 然而迄今為止,讓鋰離子電池同時具有良好的柔性和高能量密度,對于研究人員來說還是頗具挑戰性的。 創新 近日,美國哥倫比亞大學工學院應用物理和數學系材料科學和工程專業助理教授 Yuan Yang 領導的團隊開發的原型產品能夠應對這一挑戰。這種鋰離子電池形狀有點像人體脊椎,無論如何彎曲和扭曲,它都具有顯著的柔性、高能量密度、穩定的電壓。這一研究的相關論文發表于《高級材料》(Advanced Materials)雜志。 (圖片來源:Yuan Yang/ 哥倫比亞大學工學院) 技術 Yang 的小組正探索研究電池材料的成分和結構從而實現高性能,他受到了仰臥起坐運動時人體脊椎的柔韌性啟發。人體脊椎具有高度柔韌性、機械魯棒性且可以扭曲,因為它含有了柔軟的骨髓成分,并也可以與硬的椎骨部分互聯。Yang 使用脊椎模型設計出一個具有相似結構的電池。其原型具有厚厚的剛性部分,可以通過將以薄薄的柔性部件(“骨髓”)纏繞電極(“椎骨”),將脊椎般的電極疊層連接到一起。他的原型設計讓整個電池都具有了優異的柔性。
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智能服裝或是可穿戴的下一個“爆款”
專家預測,類似《碟中諜5》里阿湯哥潛水服的智能織物和電子紡織品或將取代iWatch,成為最流行的可穿戴設備。 可穿戴不只是一陣風 可穿戴設備,有人看好它,有人看衰它。 美國移動市場研究公司Endeavour Partners曾經針對美國可穿戴市場進行調研發現,大部分消費者愿意購買和嘗試可穿戴設備,但卻很少對其形成依賴性,50%的消費者會在17個月后放棄使用。 事實上,目前市場上還沒有一款可穿戴設備能走進千家萬戶,大部分設備的功能仍然停留在記步、測心率、測睡眠時間等初級階段。還有一些可穿戴設備在消費者體驗過程中存在致命缺陷,比如難以同步、電池續航差、樣式難看、佩戴不舒服等等。 那么,可穿戴設備會不會只是一陣風? “從投資方向看,很可能是一陣風,但從技術角度講,又不可能是一陣風。”“可穿戴計算技術和產業這股風才剛剛開始,還沒有真正刮起來。”“可穿戴設備是風,但它是春風,有了人機交互,它就能夠化雨來滋潤萬物。” 諸多業內專家仍然看好可穿戴設備的前景,他們認為目前可穿戴設備無論是功能技術還是用戶覆蓋層面,都處于較初級的階段,還有太多技術尚未成熟,因此不可能像一陣風一樣消失。但是,如何讓可穿戴設備富有生命力,仍然需要多動腦筋。 “可穿戴設備只有在強勁的需求下才會煥發出強大的生命力。” “從可穿戴設備本身來講,它其實仍屬于一個傳統的智能增強領域的技術,用各種計算機技術來增強人的功能。首先要看人需要增強哪些能力,回過頭來再檢查技術缺陷。” 從源頭來看,可穿戴產品是為人設計,服務于人的。大多數專家認為,以人為本是可穿戴的未來,在設計一款可穿戴設備之前,首先要瞄準消費群體,根據產品市場定位進行單點突破。 智能服裝或成可穿戴下一主題 從市場已發布的可穿戴設備來看,產品探索多數仍停留在“戴”的領域,“穿”的產品寥寥可數。
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大連化物所史全研究員團隊CEJ:研發出柔性復合相變材料膜并應用于可穿戴光-熱管理器件
該復合相變材料膜具有優異的柔韌性、儲熱能力、光熱轉化能力,為智能可穿戴光-熱管理器件的研究提供了新思路。 相變儲能材料能夠在相對恒定的溫度下吸收和釋放大量相變潛熱,目前廣泛應用于熱能儲存和溫度控制的熱管理領域。然而,傳統相變材料本身固有的液態泄漏、弱吸光能力以及固態剛性使其在可穿戴的智能光-熱轉化器件研究中極具挑戰性。 針對該問題,史全研究員團隊以聚合物和石墨烯為原料合成了具有優異柔韌性的復合石墨烯膜,并將相變材料復合其中得到柔性的復合相變材料膜。該復合相變材料膜具有優秀的形狀穩定性,即使在高于相變溫度時仍然保持固態而不發生泄漏;同時,該復合相變材料膜具有高相變材料負載量,表現出優異的儲熱能力,即使經過500個熱循環和彎曲循環仍然保持穩定;此外,該復合相變材料膜具有出色的光-熱轉化能力,可迅速將太陽能轉化為熱能儲存,轉化效率最高可達96%。研究人員進一步將該復合相變材料膜貼到人體模型表面,結果表明在彎曲狀態其仍然表現出穩定的光-熱轉化性能。該復合相變材料膜表現出可應用于人體可穿戴光-熱管理領域的潛力,為可穿戴智能織物的開發提供了新的方向。 相關研究成果以“Flexible Graphene Aerogel-based Phase Change Film for Solar-thermal Energy Conversion and Storage in Personal Thermal Management Applications”為題發表在《化學工程雜志》(Chemical Engineering Journal)上。該工作的第一作者為大連化物所DNL1903的2018級博士研究生孫克衍。上述研究工作得到大連化物所創新基金、國家自然科學基金等項目的資助。
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電磁仿真助力智能醫療:優化 RFID 標簽設計
智能織物”是 RFID 系統的一個有潛力的應用領域。圖片由 Joshua Dickens 提供。已獲得 CC BY-SA 2.0許可,通過 Wikimedia Commons分享。 舉例來說,睡眠障礙和睡眠呼吸暫停這兩種病癥往往得不到有效治療。雖然它們可能導致五花八門的健康和安全問題,但是很少患者習慣接受夜間睡眠測試,畢竟睡眠監測不僅非常昂貴,而且容易打亂患者的日程安排,可在家進行的測試又很難操作。(我自己經常在家進行睡眠測試,每次必須將系統捆綁在胸前,把呼吸管粘在臉上,又要盡力使手指上的監控器不脫落,體驗極其難受,又不方便)。 為了提供支持,意大利 RADIO6ENSE 公司、巴勒莫大學和羅馬大學的研究人員開發了一種可遠程實時跟蹤睡眠模式的無源 RFID 系統。這款用戶友好的無源 RFID 系統中有一個縫在睡衣中的 RFID 標簽,它能夠在低功率水平下運行,完全不需要電池,所以這套睡眠模式數據采集器不僅精準,而且是一款安全的可穿戴設備。 生物醫學射頻標識設計中的電磁干擾和電磁兼容性 電磁干擾(electromagnetic interference,簡稱 EMI)和電磁兼容性(electromagnetic compatibility,簡稱 EMC)是電磁學應用中的常見現象,可以通過電磁干擾/兼容性測試進行分析。 消聲室是可測量天線的電磁干擾/電磁兼容性的設備之一。 當討論應用于生物醫學的 RFID 標簽時,電磁干擾受到了格外關注,原因在于設備之間可能發生多余的互感,對性能、操作和可靠性產生破壞性影響。2011 年發布的一項研究表明美國國家生物技術信息中心,與水、金屬或其他設備的接觸(接觸在醫療場合是合理的)可能會影響 RFID 系統運行——或者產生反向的破壞性影響。
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