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千年后絲綢再放異彩，可穿戴傳感器有望取得進(jìn)一步發(fā)展

2017-08-24 09:17:43 作者：本網(wǎng)整理來(lái)源：材料科技在線(xiàn) 分享至：

從智能的襪子到可測(cè)量能量消耗的衣服，穿戴式身體傳感器正在成為最新的“必備”技術(shù)?，F(xiàn)在，科學(xué)家們?cè)趫?bào)告中指出，他們正在使用世界上最令人垂涎的紡織品之一的絲綢，開(kāi)發(fā)出一種靈敏靈活的多功能設(shè)備，可以完成實(shí)時(shí)監(jiān)控身體的功能。（下圖所示為絲綢傳感器）

近期，研究人員在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)第254屆全國(guó)會(huì)議和展覽會(huì)（ACS）上介紹他們的工作。美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)是世界上最大的科學(xué)學(xué)會(huì)，迄今為止，這個(gè)協(xié)會(huì)已經(jīng)廣泛的展示了近9,400個(gè)科學(xué)課題。

張穎英博士說(shuō)：“絲綢是制造可穿戴傳感器的理想材料，并且世界上目前制作出絲綢傳感器的可能性很大。我們認(rèn)為絲綢最有可能被用作一個(gè)集成的無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)，使醫(yī)生可以更方便地遠(yuǎn)程監(jiān)控患者，以便他們能夠更迅速的回應(yīng)他們的醫(yī)療需求。”

通常用半導(dǎo)體制成可穿戴傳感器，這類(lèi)傳感器具有監(jiān)測(cè)人體健康的巨大潛力，但這類(lèi)傳感器的應(yīng)用具有局限性。例如，應(yīng)變傳感器在測(cè)量力的變化時(shí)，靈敏度和拉伸性性能不好。天然絲綢可以克服這些問(wèn)題，因?yàn)樗蠕摳喂糖冶饶猃埜唔g性。纖維的質(zhì)量輕且與生物體相容性非常好，但是絲綢導(dǎo)電性差。為了解決導(dǎo)電性的問(wèn)題，中國(guó)清華大學(xué)的張研究員和同事們正致力于提高絲綢導(dǎo)電性以便使絲綢可以成功應(yīng)用于人體感應(yīng)裝置。

研究人員決定嘗試兩種不同的方法。第一，它們?cè)诙栊詺怏w環(huán)境中處理絲綢，溫度范圍為1112華氏攝氏度至5432華氏攝氏度，并在絲綢中摻入了具有導(dǎo)電性的一些石墨化顆粒的氮元素。采用這種技術(shù)，科學(xué)家們已經(jīng)開(kāi)發(fā)了應(yīng)變傳感器、壓力傳感器和能同時(shí)測(cè)量溫度和壓力的雙模傳感器。

在另一種方法中，研究人員將含有石墨烯或碳納米的食物喂給蠶。這些納米顆粒便溶入蠶吐出的絲中。到目前為止，盡管研究人員利用這種方法沒(méi)能制造出導(dǎo)電纖維，但仍在堅(jiān)持這種技術(shù)，并希望能夠研制成功。

根據(jù)初步結(jié)果，張研究員希望探索出一套基于絲綢的實(shí)現(xiàn)自維持功能的傳感器。她還認(rèn)為她的團(tuán)隊(duì)研究的絲綢傳感器可能被用來(lái)構(gòu)建更真實(shí)的機(jī)器人，這種機(jī)器人能夠可感知觸摸，溫度或濕度，甚至可以區(qū)分不同人的聲音。

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責(zé)任編輯：殷鵬飛

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