这些科技柔性材料,为智能穿戴提供无限可能

行业动态 加入时间:2018-8-20 10:42:16 访问量:111

 如果智能服饰(Techwear)与穿戴式电子产品结合是高科技通勤装备的发展方向,那么现在几乎每周都会出现新型柔性电子产品这一趋势,就会引人思考,科技与服装结合的产品是否很快普及?今天要介绍的两项最新科技,似乎预示着我们离问题的答案越来越近了。

未来科技产品的下一步发展趋势将会是,摒弃当前坚硬的硅制零件,大批量采用材质柔软、可弯曲、可延展的零件。而OLED曲面屏幕,还只是柔性技术的开端,未来还将出现:卷曲的光伏电池、柔性屏幕、智能传感器、可互动的包裹、感光窗帘等。

柔性电子产品的材料

回顾20世纪70年代,三位科学家Alan MacDiarmid、Alan Heeger和白川英树以其在导电聚合物上的研究成果,获得了2000年诺贝尔化学奖。

注:导电聚合物是OLED屏幕原材料之一,其特征是易操纵、可替代矿物质,而且有了这项技术便可在低资源消耗、低成本的条件下在设备中加入更多零件,同时不牺牲新功能。

而从导电聚合物初露锋芒,到获诺贝尔奖认可,再看到现在,可以发现这些年来电子产品的材料主要还是硅等矿物质。不过,科研人员和工程师们已经开始通过不断研究,一步一步为未来的柔性电子产品打基础了。

接下来,请看一看近期科研人员在柔性可延展电子产品研发上面取得的两项新成果。

1, 可延展的智能电子贴

8月13日,美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校(UCSD)的一组科研人员在国外科学期刊上公开了一款可用于医疗的无线智能电子贴,面积和厚度可匹配一美元硬币,其功能包括监测心脏和大脑活动、体温、呼吸、眼球活动等身体信号,还可以远程操控机械手臂。

UCSD教授兼论文资深作者Sheng Xu表示:“科研团队并没有计划该如何应用这项研究成果,其主要目的是,证明可延展的电子装置也可以和无延展性电子产品一样体积小、功能多和性能高。”

据了解,视频中出现的智能贴是UCSD科研团队制作的概念成果,虽然其体积小,但是还有空间可以放小型传感器、一只天线或者加速表,其主要特点是柔韧型腔,因此可以依附在有弹性、非平面的皮肤上。

用户可以将这款无线智能贴贴在身体不同部位上:

  • 贴在胸口或者肚子上时,其可以记录心电图等信号;

  • 贴在额头上时,相当于一个迷你版脑电传感器,可记录大脑信号;

  • 贴在太阳穴上,其可记录眼球活动;

  • 贴在小臂上时,可记录肌肉活动、远程操控机器手臂,其还可以监控身体活动、表皮温度和呼吸

同时还能与10米远的智能手机或者笔记本相连,据悉这款智能贴功率仅35.6mW,相当于7只激光棒加起来的功率。

UCSD科研人员表示,据六个多月以来的观测,这款智能贴不仅没有失去延展性和柔韧性,性能也一直稳定。此外,他们希望能与企业合作,共同优化和改善这项技术,并进行临床试验。

2,柔性电子层打印技术

8月13日,英国苏格兰格拉斯哥大学BEST(可弯曲电子产品和传感技术)小组的工程师们,研发了全新的柔性电子产品制造工艺。

2017年,由Ravinder Dahiya教授带领的BEST小组曾开发过一款应用于义肢的太阳能电子皮肤。而这一次,Dahiya和他的团队研发出了“可将延展性强的半导体纳米线以平价‘打印’到柔性曲面上,制作高性能超薄电子层”的解决方案。

据青亭网了解,格拉斯哥大学BEST小组的研发流程是:使用自己研发的打印机,以接触式打印的方法,将硅半导体县和氧化锌半导体纳米线印在柔性基底上。在实验过程中,他们发现硅纳米线与氧化锌纳米线相比更有优势,因为硅纳米线打印后呈直线状态,不像弯弯曲曲的氧化锌纳米线,可以省去电子移动的多余距离,从而提高装置的速度。

Dahiya教授表示:“科研团队利用接触式打印系统,提供了一种复制性高且可靠的柔性电子产品打印方式,这对于生产各种可弯曲的新型柔性设备来说是非常重要的突破。”

据了解,BEST小组已经申请到足够的科研基金,未来将会扩大研发规模,为市场需求进行基数调整。

以上两种技术,一个预示了未来柔性科技作为机能服饰,将具备体积小功能强大的特点,另一个为今后穿戴式电子产品的低成本制作提供了解决方案,但他们还只是大量柔性电子产品科研成果中的两个代表,今年年初日本东京大学科研人员开发的micro-LED电子皮肤显示器从美观性来讲,也很优秀。因此,未柔性电子产品会如何与机能服饰结合,很值得期待。


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