电子纺织品:白日梦还是未来的现实?
2021年3月19日通过Rushi帕特尔电子纺织品的研究很普遍，但将这项技术商业化的努力却不常见。在可靠的电力供应和安全等问题上遭遇挫折后，电子纺织品是否会在市场上首次亮相?
将电子产品嵌入我们的雷竞技最新app衣服、鞋子或配件中并不是一个新概念。然而，这一领域的下一个巨大飞跃可能会引导设计师在织物的实际纤维中嵌入传感器——这是推动电子纺织业发展的核心概念。
电子纺织品研究的两个例子:针织加热手套(左)和发光电子纱线(右)。图片由南大
但由于商业化和设计挑战等各种原因，电子纺织品市场发展缓慢。研究人员正在做些什么来克服这些障碍?
E-textiles是什么?
电子纺织品指的是“编织”进电子产品的织物或布料。雷竞技最新app由于将纺织品与电子产品相结合的方法有很多种，因此电子纺织品可分为若干类别:嵌入式电子纺织品、层叠电子纺织品、智能纺织品和雷竞技最新app智能织物，仅举几例。
本文重点关注电子纺织品，特别是在医疗应用中，其中电路完全或部分集成到织物中，以捕获传感器数据(以及其他功能)。
一个将技术嵌入织物的例子。图片由Shi等人，复旦大学
通过使用传感器，电子纺织品可以观察生物特征以进行健康评估，持续监测慢性疾病，并从医疗专业人员那里提供和接收反馈，而无需去诊所。
电子纺织品可用于医疗保健行业的医疗诊断和监测临床状况，特别是远程医疗。在前一篇文章中，电子纺织品甚至被测试用于医院的床单，以监测病人．
路障,商业化
目前,几一些公司正在开发电子纺织品,包括苹果，Adidas AG, Fujitsu Limited, Fibretronic, Interactive Wear AG。
电子纺织品商业化道路上的一些挑战包括灵活的混合电子雷竞技最新app导电纤维、能量收集技术、材料科学、干扰屏蔽和可制造性。
对于电气工程师来说，这些问题很难解决。大多数工程师都很习惯严格的电路板、可靠的制造工艺和硅基材料。
可靠性和安全考虑
用于互连介质信号连接的纺织电缆需要安全、坚固和耐用。可靠性是可穿戴技术和电子纺织品的一个问题，这些设备必须不受恶劣环境的影响，如雨、雪、高湿度，甚至清洗。
另一个问题是可靠的电力供应。电子纺织品研究解决这一问题的方法之一是利用能源收集技术。其他重要的设计考虑包括更高的功率密度，方便的充电解决方案和高隔离。
可水洗的医用电子纺织品显示器
虽然为服装和日常服装设计电子纺织品的可能性不大，但这项技术在医疗保健和医学研究方面显示出了前景。一组研究人员最近发现创造了一种电子纺织品，能够通信、传感，并为照明显示单元供电．
研究人员声称，他们已经创造了集成纺织系统的电源，使用电池纤维存储来自光伏纺织模块的能量。他们用镀银导电纱编织光电阳极纬纱，以获取太阳能。
通过将经纱和纬纱与由柔性mno2涂层碳纳米管纤维(阴极)、锌丝(阳极)和ZnSO4凝胶电解质组装而成的电池纤维相结合，研究人员演示了纺织材料的发电和存储功能。研究人员还表示，这种织物是可水洗的，这对电子纺织品的商业化至关重要。
电子纺织品能源收集与储存模块示范。图片由Shi等人，复旦大学
在编织纺织品显示器时，研究人员使用了ZnS磷光电场驱动的设备。他们还指出，这种装置只需要纬纱和经纱之间的空间接触就可以照明，这使得纤维本身经久耐用，适合大规模生产。
制作这类电子纺织品的图表。图片由Shi等人，复旦大学
他们还设计了一种纺织键盘，通过编织低阻力的经纱(镀银纱)和高阻力的纬纱。
这个系统是为有语音或言语困难的人设计的。在解码后，显示系统可以显示一个关于个人心理状态的通用关键字脑电图信号．
从脑电图信号解码精神状态。图片由Shi等人，复旦大学
这种创新的一个缺点是，它可能不安全的实际使用，因为电源需要低于36v。
电子纺织品缓慢(但充满希望)的未来
从可用性和产品设计的角度来看，电子纺织品离被广泛采用还有很长的路要走。然而，与领先品牌和连军方投资于电子纺织品的发展，这项技术有一天可能会走出主要的学术环境。
电子纺织品的商业化也可能需要加强供应链，并让工程师和供应商意识到系统集成的挑战。这些设备还需要通过监管部门的批准才能进入市场。
也就是说，虽然电子纺织品不太可能成为家庭主流电子产品，但随着复旦大学的研究进展，它们可能更容易出现在医疗领域。
追赶其他电子纺织品研究
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