11月中旬,《自然》杂志官网上发布了一篇关于智能织物的研究文章,该研究由哈佛大学的科研团队完成。研究人员成功开发出一种超灵敏且弹性极佳的应变传感器,这种传感器可以嵌入纺织品和柔性机器人系统中。这种智能织物制成的衣物即使经过多次洗涤和拉伸,仍能保持良好的使用状态。
据预测,2022年全球智能纺织品市场将达到700亿美元。智能织物的研究中,织物电子技术占据重要位置。香山科学会议曾专门讨论过这一领域的学术前沿、核心技术及应用前景。
织物电子技术颠覆了传统织物的概念,在纤维层面上构建集成电路。电子科技大学的陈东义教授解释道:“织物电子是在纤维或纤维集合体上生成电路、传感、能量、计算和通信器件的一种电子技术。基于织物电子的智能织物和服装将推动人类社会进入泛智能时代。”
织物电子与柔性电子虽有联系但有所不同。陈东义教授指出,柔性电子通常采用印刷方式在柔性或可延展的塑料或薄金属基板上制造,而织物电子则可以使用有机、无机和蛋白质纤维材料,结合编织、刺绣、针织等多种工艺。
陶肖明教授则认为,织物电子技术能结合传统纺织品的舒适性和外观,以及电子产品的功能性与连接性,具有巨大的市场潜力。然而,可靠性、兼容性、设备适用性、材料可用性和间接成本等方面的问题,一直是制约织物电子产品商业化的因素。
织物电子器件的核心在于其兼具电子功能和可穿戴性的特点。然而,目前大多数智能服装研究仍集中在如何将器件和模块缝制或嵌入衣服中,而忽视了纤维和织物电子的研发与加工技术。
陶肖明教授强调,如何在保持电子器件功能性和可靠性的同时,兼顾织物的优异可穿戴特性,是当前织物电子技术面临的最大挑战。此外,理想织物电子器件的功能材料结构和性能方面也存在一系列挑战,如器件性能不足、生产加工一致性低、缺乏系统的研究和标准等。
陈东义教授建议,未来可以通过纳米材料和结构上的创新,以及传统电子、柔性电子与织物电子的结合,来推动智能织物与服装的产品化进程。