电子产品织物：或可进行光通信学术资讯

▲麻省理工学院(MIT)和美国先进功能纤维制造创新机构(AFFOA)的研究人员首次用嵌入式电子产品制造出了纤维，这种纤维非常柔韧，可以织成柔软的面料，也可以制成可穿戴的服装。

据美国每日科学网8月8日报道，麻省理工学院的研究人员近日将高速光电半导体器件(包括发光二极管和二极管光电探测器)嵌入到了纤维中，这些纤维后来在南卡罗来纳州的Inman Mills工厂被编织成柔软的可洗织物，并被制成通讯系统。这标志着通过整合半导体器件（现代电子产品的关键成分）来创造“智能”面料这一长期追求成为现实，从而为纺织品和纤维带来了新的发展。该成果于本周发表在了《自然》杂志上。作者包括MIT硕士Michael Rein，以及他的导师、MIT材料科学和电气工程教授兼美国先进功能纤维制造创新机构(AFFOA)的CEO Yoel Fink。

传统光纤是通过制作一种叫做“预成型”的圆柱形物体产生的，它本质上是一种被放大的纤维模型。此后，软化的材料在加热状态下被拉伸，产生的纤维则被收集在线轴上。生产这些新型纤维的关键突破是在其中加入粒沙大小的预成型发光半导体二极管，以及一对头发丝宽度的铜丝。在拉丝过程中，聚合物预成型部分液化，形成二极管沿中心排列的长纤维，二极管由铜线连接。这些纤维随后被织入织物中，并经过10次水洗测试，以显示它们作为服装材料的实用性。

“我们没有把所有的材料都混在一起，而是使用微粒的形式，结合金属细丝一起混合。”该论文的主要作者Rein说道。

将功能整合到纤维材料本身的优点之一是产生的纤维固有的防水性能。为了证明这一点，研究小组在鱼缸中放置了一些光探测纤维。实验人员用一盏灯以快速光学信号的形式将音乐（恰当地说，是韩德尔的“水音乐”）通过水传播到纤维上。水箱里的纤维将光脉冲转换成电信号，然后电信号被转换成音乐。这些纤维在水中持续工作了几个星期。虽然这个原理听起来很简单，但要使它始终如一地工作，并确保纤维能够可靠地大量生产是一个漫长而困难的过程。

“本文介绍了一种可扩展的将半导体器件集成到光纤中的方法。我们预计在未来几年，纤维中会出现类似摩尔定律的东西。我们已经可以扩大织物的基本能力，包括通信、照明、生理监控等。在未来的几年里，面料将提供更多的增值服务，不再只限于美观和舒适。” Fink说道。同时，第一个采用这种技术的商业产品最早将于明年进入市场。

Fink介绍说，除了商业应用，美国国防部——AFFOA的主要支持者之一——“正在探索将这些想法应用到军人身上。”

研究人员说，除了通讯，这种纤维可能在生物医学领域有重要的应用。例如，使用这种纤维的设备可能被用来制作腕带，可以测量脉搏或血氧水平，或被编织成绷带，以持续监测愈合过程。

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编译：Coke 审稿：西莫责编：张梦

期刊来源：《自然》

期刊编号：0028-0836

原文链接：https://www.sciencedaily.com/releases/2018/08/180808134329.htm