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新型柔性纺织电路可像布料般裁剪缝制

2014年09月11日10:12    来源:科技日报    手机看新闻

  不同织物的力学性能对比。

  新型纺织电路的细节。

  在一件防弹背心中集成了多种传感器的新型纺织电路。

  香港理工大学研究人员日前开发出一种新型柔性纺织电路(FCBs),据称这种用导电纤维和普通纤维材料编织成的电路,不但能像普通布料一样剪裁缝制成衣服,还能直接扔进洗衣机里进行水洗和甩干。借助这种材料,有望制造出摔不坏的手机、能够与衣物融为一体的可穿戴设备和更加智能、耐用的军用装备。相关论文发表在最新一期的《英国皇家学会会刊》上。

  为了能够让电路板像普通布料一样柔软耐用,科学家们想尽了各种办法,尝试了多种材料,但距实际应用还是有一定的差距。此次研究中,来自香港理工大学的两名研究人员,采用了一种全新的电脑纺织技术,将金属导电纤维与普通的纤维材料,按照一个独特的编织方法纺织在一起。

  物理学家组织网9月5日报道称,这种柔软、能够导电的织物电路从外观上看起来就和普通的布料一样,能够进行水洗、甩干、烘干,也能够进行拼接、编织和刺绣。在材料应用上,也和普通布料一样,能够用于单层、双层甚至多层结构,能够很方便地将其制成多种款式的服装。在穿着上虽说比不上真正的布料,但也能保证一定的舒适性。

  在这之外,这种材料的其他性能就是普通布料所无法比拟的了:研究人员称,新型织物的性能已经远远超过先前报道过的金属涂层橡胶薄膜和其他有机材料。理论分析和数字仿真实验表明,这种编织结构能够最大限度减少导电金属纤维在形变时所承受的力量,使其具备突出的机械和导电性能。作为电路它具有优秀的导电性能和小于1%的相对电阻;除了能够耐受水洗和机洗外,它还具备极好的抗拉伸性能,能够经受住多种极端测试。这种材料能够经受单向拉伸300%的形变,撞击测试中150%的应变以及100万次的折叠测试。在被集成到防弹衣上后,它甚至还能经受住子弹的撞击。此外,这种材料还具有很长的生命周期,能够使用很长的时间。

  研究人员称,这些独特的特性使得这种织物特别适合制造下一代与皮肤接触的电子设备。例如可以被用作太阳能收集装置,或能够记录人体温度、排汗量、心跳等数据的智能服装。(王小龙)

(责编:周晶、陈宁)


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