好消息！科學(xué)家研發(fā)出嵌入織物的可穿戴電子元件

外媒報(bào)道稱，劍橋大學(xué)(University of Cambridge)研究人員近日研發(fā)出了可直接嵌入織物的可穿戴電子元件。據(jù)介紹，劍橋研究人員與中國江南大學(xué)合作展示了石墨烯和其他相關(guān)材料如何直接結(jié)合到織物中以生產(chǎn)電容器等電荷存儲元件，這為可清洗的紡織品電源鋪平了道路。

研究表明，石墨烯油墨可用于紡織品能夠儲存電荷并在需要時(shí)釋放。其中油墨通過標(biāo)準(zhǔn)溶液處理技術(shù)生產(chǎn)，而新型紡織電子設(shè)備基于聚酯織物的低成本、可持續(xù)和可擴(kuò)展的染色。在該團(tuán)隊(duì)此前的工作基礎(chǔ)上，研究人員設(shè)計(jì)的墨水可以通過簡單的染色工藝直接涂在聚酯織物上，該方法的多功能性適用于將各種類型的電子元件結(jié)合到織物中。

據(jù)了解，大多數(shù)其他可穿戴電子產(chǎn)品依賴于安裝在塑料或紡織品上的剛性電子元件，這些在許多情況下與皮膚的相容性有限，在洗滌時(shí)會損壞并且因?yàn)樗鼈儾煌笟舛皇娣?/span>

劍橋石墨烯中心的Felice Torrisi博士和該論文的通訊作者說：“直接將電子元件融入紡織品的其他技術(shù)生產(chǎn)成本高昂而且通常需要有毒溶劑因此不適合佩戴，我們的墨水價(jià)格便宜、安全且環(huán)保，可以通過簡單地在織物上覆蓋由二維材料制成的不同織物來組合形成電子電路?！?/span>

研究人員將單個(gè)石墨烯片懸浮在低沸點(diǎn)溶劑中，這種溶劑在沉積在織物上后很容易去除，從而形成由多個(gè)石墨烯片組成的薄而均勻的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。隨后幾個(gè)石墨烯和六方氮化硼（h-BN）織物的覆蓋形成了有源區(qū)這使得能夠存儲電荷。織物上的這種“電池”是可彎曲的，并且可以承受普通洗衣機(jī)中的洗滌循環(huán)。

來自中國江南大學(xué)作者王朝霞教授說：“使用簡單的顏料，紡織品染色已經(jīng)存在了幾個(gè)世紀(jì)，但我們的結(jié)果首次表明，我們的流程具有可擴(kuò)展性，可穿戴電子設(shè)備的技術(shù)發(fā)展在復(fù)雜性和性能方面都沒有根本障礙，基于石墨烯和相關(guān)材料的油墨可用于生產(chǎn)可儲存和釋放能量的紡織品 。”

劍橋研究人員所做的工作為二維材料開辟了許多商業(yè)機(jī)會，從個(gè)人健康和福祉技術(shù)到可穿戴能源和數(shù)據(jù)存儲，軍用服裝，可穿戴計(jì)算和時(shí)尚。Torrisi說：“將紡織品轉(zhuǎn)變?yōu)楣δ苄詢δ茉梢蚤_辟一套全新的應(yīng)用，從體能收集和儲存到物聯(lián)網(wǎng)。未來我們的服裝可以采用這些基于紡織品的電荷儲存元件和電力可穿戴紡織設(shè)備?！?/span>