《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
  • 《SMARTCOMP:复合材料的智能纺织品》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2018-01-29
    • SMARTCOMP是基于Textronic 元素和功能材料实施的智能复合材料的研究和开发的项目,该项目的实施旨在研发用于装饰,室内设计,住处和创新产业复合材料制造的智能纺织品结构。 项目负责人AITEX 分享智能纺织品广泛应用所需的丰富经验,其中包括研究所将传感器集成到复合材料中,创造出一种能够对外部刺激做出剧烈反应的纺织品的能力。 AITEX在SMARTCOMP 项目范围中,开发智能功能材料的措施包括以下内容。 纺织绣花电路技术。 刺绣技术可以将股线编织成柔软的表面,该技术用于将高性能导电纱线插入到不同类型的织物中。 这是将传感器、执行器、连接和能量供应系统集成到布料中的一种高效方式。 这种方式也适用于丝绸,羊毛和亚麻纱等,允许插入各种形状和尺寸的亮片,并可以编织或插入胶带和鞋带。 刺绣所提供的多样化功能也可以用于该项目应用领域的功能复合材料的开发。 柔性电路的数字印刷技术。电子印刷允许使用与印刷技术更通用的技术,将电子或光子装置压印到织物上,两者主要区别在于使用导电或半导电油墨。电子印刷不再处于实验阶段,今天已经成为现实,该技术开创了无数种可能,蕴藏着巨大的潜力。电子印刷技术赋予商业上可获得的纺织产品的创新功能和不同特性。其最突出的特点是灵活性、易集成性、适应不同环境的能力、成本效益以及它能够相对容易地扩展成更大格式。现代印刷设备和油墨的发展使得能够将连续的层叠加在彼此之上,每层是由具有不同导电性和电化学特性的材料制成的,目的是能够创建新的应用和开发功能性纺织品,诸如电致发光,加热织物和具有传感功能等特性的织物。 连续层压技术。有多种类型的层压可用。连续层压技术是使用一种不间断的系统,该系统通过施加压力和温度来粘合不同类型的基材。该过程在隧道中进行,通过该隧道将材料在涂有聚四氟乙烯涂层的传送带上传送。该系统包括完全独立的加热和冷却组件,目的是确保材料和粘合剂被加热到正确的温度并成功粘合。然后将复合物冷却以确保各层保持稳定并完全对齐。该系统可以粘合各种各样的部件以形成一个完整的复合材料,包括刚性和柔性的纺织品、泡沫、聚合物等,以及不同的厚度,重量和性能。压力、温度、速度和皮带之间的间隙都可以调整到最佳状态。连续层压与其他方法不同之处在于其能够使用各种粘合剂(粉末、膜或膜等中的粘合剂)生产长期的复合材料。除了在部件层之间提供必要的粘附性之外,粘合剂还根据所施加的热塑性聚合物和层压期间使用的重量的不同而施加不同的机械性能。该系统在包含智能纺织部件的层压复合材料的开发中具有巨大的潜力。 通过这种方法,SMARTCOMP 项目旨在验证用于开发和制造增强型功能性物品的有效雏形。
  • 《 基于多孔纳米碳纳米复合材料的柔性可穿戴超级电容器》

    • 来源专题:纳米科技
    • 编译者:郭文姣
    • 发布时间:2019-10-21
    • 带有交织式LED的晚礼服看起来很奢侈,但光源需要来自可穿戴,耐用且轻巧的设备的恒定电源。中国科学家已经为可穿戴设备制造了纤维状电极,这种电极具有很高的能量密度,具有很高的柔韧性和优越性。微流控技术是制备电极材料的关键,是微流控技术,如《 Angewandte Chemie》杂志所述。 衣服上的数百个小型LED发出的闪闪发光的灯光可能会在宴会厅或时装表演中产生醒目的效果。但是可穿戴电子设备也可能意味着集成在功能性纺织品中的传感器,以监测例如水的蒸发或温度变化。为此类可穿戴设备提供动力的储能系统必须兼具可变形性,高容量和耐用性。然而,可变形电极经常不能长期运行,并且其容量落后于其他现有技术的储能装置。 电极材料通常受益于孔隙率,电导率和电化学活性的良好平衡。来自中国南京工业大学的材料科学家Su Chen,关武及其团队对软电极的材料需求进行了更深入的研究,并开发了由两种碳纳米材料和金属有机框架合成的多孔杂化材料。纳米碳具有大的表面积和优异的导电性,而金属有机骨架则具有多孔结构和电化学活性。 为了使电极材料在可穿戴应用中具有柔性,通过使用创新的吹纺机将微孔碳骨架与热塑性树脂纺成纤维。最终的纤维被压制成布并组装成超级电容器,尽管事实证明,另一轮带有微介孔碳骨架的涂层进一步改善了电极性能。 由这些电极制成的超级电容器不仅可变形,而且与同类设备相比,它们还可以具有更高的能量密度和更大的比电容。它们稳定并且承受了10,000多次充电-放电循环。科学家们还在实际应用中对它们进行了测试,例如服装中LED的智能颜色切换以及功能性服装中集成的电子设备的太阳能电池控制供电。 作者指出,基于微流体液滴的合成是提高可穿戴电子设备电极材料性能的关键。他们认为,这完全是关于调整完美的多孔纳米结构。 ——文章发布于2019年10月18日