想象一下,在冬天穿着一件可以利用太阳能充电来自动为您保暖的衣服;亦或是一件衬衫可以监测您的心率和体温。如果这一切都不需要身上携带着笨重的电池是一种什么样的体验?加拿大滑铁卢大学的研究人员最新宣布了一种具有这些非凡功能的智能面料。
图 黑色纤维条带上涂有MXene,使织物能够吸收阳光和体热并将其转化为能量,图片来源滑铁卢大学
这种新发明的创新面料可以将体热和太阳能转化为电能,无需外部电源即可运行。具有信息收集、健康监测和运动跟踪应用的潜力,为在面料内部集成各种传感器来监测温度、压力等开辟了全新的可能性。
这种材料可以检测温度波动,并结合传感器来监测压力等其他参数。一个非常有前景的应用是开发智能面罩产品。它可以跟踪呼吸的温度和频率,同时帮忙识别可能存在的病毒、肺癌或其他健康状况的化学物质。
图 滑铁卢大学博士生戴着由智能材料制成的口罩,该口罩可以检测出肺癌和呼吸中的病毒。图片来源滑铁卢大学
“我们开发了一种具有多功能传感能力和自供电潜力的织物材料,让我们更接近实际的智能面料应用”该大学化学工程系教授说。
与目前的可穿戴设备通常依赖外部电源或频繁充电不同,这一突破性的研究提供了一种更稳定、耐用且更具成本效益的面料。
这项研究是与中国江南大学合作进行的,展示了将MXene和导电聚合物等先进材料与尖端纺织技术相结合以推进可穿戴智能面料的发展。
印刷传感器,包括嵌入智能织物的传感器,是持续数据收集和监控的理想选择。这种新型智能织物是使这些应用实用化的一步,支持人工智能技术在健康监测、环境跟踪等领域的快速发展。
有人拉伸智能织物以展示其机械强度,表明它是一种可以拉伸和清洗的耐用材料
下一阶段的研究将侧重于提高面料的性能并与电气和计算机工程师合作,将其与电子元件集成。未来可能会开发一款智能手机应用程序,来追踪和传输来自智能面料收集的数据,给到医疗保健专业人员,实现实时、非侵入式的健康监测和日常使用。