人体健康检测传感器研究

2018-10-15    点击:

技术的不断进步给传统织物带来了新的能力,使得我们有可能改变与我们的衣服以及其他纺织产品交互的方式。“智能织物”可以与穿戴者或者环境进行数据跟踪和交流,这在健康监控、健身、公共安全以及国防等领域都具有非常广泛地应用前景。然而,在目前这种技术的发展中,其真正全部潜力的释放,仍然存在几个巨大的挑战,特别是与现有纺织工业技术的兼容性与可扩展性,以及织物的可洗涤性,这些挑战对材料、器件设计和制造工艺提出了更为苛刻的要求。

课题组合作针对新型可穿戴织物这一课题展开研究,并于近期取得重要进展,通过纺织机纺织制备,实现了可机洗的用于人体能量收集和呼吸监测的织物电子器件。

课题组通过聚合物辅助沉积的方法得到了表面镀铜的涤纶纱线,以及以此为内芯表面覆盖聚酰胺的纱线,由于两种纱线都具有很好的机械强度,并且可以量产,因此可以在商用的纺织机上利用两种纱线通过平纹纺织的方式得到织物电子器件。当织物发生形变时,在每一个两根纱线交叉的地方,两种性质不同的表面产生摩擦,并且诱发感应电荷。在不断发生形变的过程中,机械能可以转变为电能。得到的织物与普通织物类似,非常柔软,可以感受到人体的微弱运动,最终实现了人体微弱运动能量的收集和穿戴式的呼吸监测。与此同时,织物电子器件通过了机器洗涤测试这一重要的环节。与纺织工业的兼容性,所展示的可机洗性,以及对微弱运动的敏感性,使得该类型的织物电子器件未来在运动监测,医疗监控,甚至公共安全方面都具有巨大的应用潜力。


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