《基于纺织品的可穿戴电子技术的最新进展:对材料、设备和应用的全面审查》

  • 来源专题:纳米科技
  • 编译者: 郭文姣
  • 发布时间:2017-12-18
  • 可穿戴电子产品正在成为下一代人友好的电子设备的平台。一种具有多种功能和对人体可适应能力的新型设备是必不可少的。这些新的概念装置很可能是一组各种功能设备,如显示器、传感器、电池等,它们的工作条件非常不同,在人体上或在人体上。在这些方面,电子纺织品似乎是一种非常合适的可能性,因为纺织品的独特的特性,例如重量轻、弹性好,以及它们固有的温暖性和符合的特性。因此,电子纺织品已发展成为以纤维为基础的电子服装或身体可连接的类型,以促进具有可适应格式的关键部件的大规模工业化。虽然这些进展值得注意,但它们的电气性能和设备特性仍然不能满足消费者水平的电子纺织系统。为了解决这些问题,创新的结构和材料设计,以及新的加工技术已经被引入到电子纺织系统中。综述了近年来有关功能材料和设备的研究进展,包括其增强的光电性能和力学性能。此外,还讨论了剩余的挑战,并提出了促进电子纺织系统全面实现的有效策略。

    ——文章发布于2017年12月4日

相关报告
  • 《全方位盘点3D打印材料的最新进展》

    • 来源专题:数控机床与工业机器人
    • 编译者:杨芳
    • 发布时间:2015-10-08
    • 材料作为3D打印成型的根基,在整个增材制造 工艺流程中扮演着极其重要的角色。由于3D打印技术 的外延性,诞生了不少前沿领域:如工业3D打印、生物3D打印、医疗3D打印、航空航天3D打印、汽车3D打印、时尚设计类3D打印还有民用3D打印等。从而需要不同类型的材料诸如金属非金属粉末、树脂、蜡、塑料等。正是这些材料构成了我们亲眼所见的各种3D模型。同时材料往往又决定了打印出来的模型是否达到相关强度、刚度和韧性等应用特性。所以,材料最新进展也成为3D打印行业关注的重要方面。   我们首先从桌面级3D打印机 开始。桌面级3D打印是民用和创意设计常常使用的一种类型。近期桌面级3D打印机材料在过去的基础上有了不小的突破:   PLA线材迎来全新突破   PLA作为一种生物基塑料,是桌面3D打印领域常用的一种打印材料。虽然其环保可降解,但是它的弱点也很明显,就是有点脆、不耐高温。近日,3D打印线材生产商3D-Fuel推出了一款高耐热级的Advanced PLA线材,试图彻底改变这样状况。这款新型的PLA线材具备传统PLA所没有的优异特性:低气味,更高的打印细节/分辨率,优异的第一层附着力,改进了层间附着力,减少了翘曲、卷曲和打印失败率。   除此之外,3D-Fuel还推出了另外一款被称为Algae-Fuel(藻类燃料)的新线材,顾名思义,这款线材的生产原料为野生藻类。该线材不仅拥有普通PLA材料所具有的所有属性,而且拥有很高的蛋白质含量,3D打印的质量很理想。      尼龙3D打印线材:超强弹性无与伦比   近日,全球领先的3D打印机生产商3D Systems(3DS)公司发布了一款全新的工程级尼龙线材。该线材可以用于该公司的桌面级3D打印机CubePro上。该公司称,这种线材不仅强度高,而且具有很好的弹性以及"无与伦比的耐用性"。结合其Rinse-Away水溶性材料(用于打印支撑结构),该尼龙材料承诺为要求苛刻的专业人士提供最佳的3D打印输出。 3DS称这种用于CubePro的尼龙材料3D打印出来物体表面十分光滑。该公司推荐用这种材料打印一些具有载荷和基本强度要求的部件。该材料的技术规格为:拉伸强度:4785psi,断裂伸长值:22%,强度-重量比:174 psi,拉伸模量:248005 PSI,抗弯强度:8,270psi,硬度:Shore D 75。
  • 《自供电可穿戴技术》

    • 来源专题:纳米科技
    • 编译者:郭文姣
    • 发布时间:2019-05-08
    • 对于新兴的可穿戴技术而言,它需要改进的电源。现在密歇根州立大学的研究人员通过皱巴巴的碳纳米管森林或CNT森林提供了潜在的解决方案。 MSU软机和电子实验室主任曹长永带领一支科学家团队创建了高度可拉伸的超级电容器,为可穿戴电子设备提供动力。新开发的超级电容器具有坚固的性能和稳定性,即使在数千次拉伸/松弛循环中拉伸至其原始尺寸的800%时也是如此。 该团队的成果发表在Advanced Energy Materials杂志上,可能会刺激新的可拉伸能量电子系统,植入式生物医学设备以及智能包装系统的发展。 “成功的关键是对垂直排列的CNT阵列或CNT森林进行压皱的创新方法,”MSU包装学院助理教授曹说。 “我们的设计不是在制造过程中严格限制扁平薄膜,而是使三维互连的CNT森林保持良好的导电性,使其更加高效,可靠和坚固。” 大多数人都知道可穿戴技术的基本形式是与智能手机通信的iWatches。在这个例子中,这是需要电池的两项技术。现在想象一下烧伤受害者的智能皮肤补丁,可以监控治疗,同时为自己供电 - 这是Cao的发明可以创造的未来。 在医疗领域,正在开发可伸缩/可穿戴电子设备,其能够产生极端扭曲并且能够符合复杂的不平坦表面。将来,这些创新可以整合到生物组织和器官中,以检测疾病,监测改善,甚至与医生沟通。 然而,令人烦恼的问题是一种可互补的可穿戴电源 - 一种持久耐用的电源。为什么要开发出很酷的新贴片,如果他们不得不使用笨重的电池组来加热并需要充电? (这是极端的,但你明白了。) Cao的发现是第一个使用皱折的常规CNT用于可伸展的能量存储应用,它们像树木一样生长,它们的檐篷缠绕在晶圆上。然而,这片森林只有10-30微米高。转移和揉皱后,CNT森林形成令人印象深刻的可拉伸图案,如毯子。 3D互连的CNT森林具有更大的表面积,并且可以使用纳米颗粒轻松修改或适应其他设计。 “它更加强大;它确实是一项设计突破,”Cao说,他也是机械工程和电气和计算机工程的助理教授。 “即使它沿着每个方向伸展到300%,它仍然可以有效地传导。其他设计会失去效率,通常只能在一个方向上伸展,或者当它们以更低的水平拉伸时完全失灵。” 就其收集和储存能量的能力而言,Cao的皱巴巴的纳米森林胜过大多数已知存在的基于CNT的超级电容器。尽管表现最佳的技术可以承受数千次拉伸/放松循环,但仍有改进的余地。 金属氧化物纳米颗粒可以容易地浸渍到皱折的CNT中,从而本发明的效率进一步提高。 Cao补充说,新发明的方法应该推动自供电可拉伸电子系统的发展。 ——文章发布于2019年5月2日