穿上一身由發(fā)光纖維織就的衣服，傳統(tǒng)發(fā)光纖維總是離不開(kāi)芯片和電池，這就讓相應(yīng)的紡織產(chǎn)品體積更大、分量更重，很難做得柔軟、輕盈。

　　近日，東華大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)在《科學(xué)》上發(fā)表了一篇有趣的論文。他們研發(fā)了一款集無(wú)線能量采集、信息感知與傳輸?shù)裙δ苡谝惑w的新型智能纖維。這種“黑科技”纖維能聚集大氣中耗散的電磁能量并產(chǎn)生電信號(hào)，不需額外電源，只需人體輕輕碰觸就能發(fā)光發(fā)亮。

　　相較于傳統(tǒng)剛性半導(dǎo)體元件或柔性薄膜器件等，由智能纖維編織而成的電子紡織品具有更好的透氣性和柔軟度，是理想的可穿戴設(shè)備載體。

　　這次發(fā)表于《科學(xué)》的成果，也是智能纖維領(lǐng)域結(jié)出的一枚碩果。

　　當(dāng)前，世界上的智能纖維開(kāi)發(fā)多基于所謂的“馮·諾依曼架構(gòu)”，即以硅基芯片作為信息處理核心開(kāi)發(fā)各種電子纖維功能模塊，如信號(hào)采集的傳感纖維、信號(hào)傳輸?shù)膶?dǎo)電纖維、信息顯示的發(fā)光纖維、能量供應(yīng)的發(fā)電纖維等。盡管這些功能模塊可組合制成織物形態(tài)，但對(duì)芯片和電池的依賴性強(qiáng)，織物的體積、重量和剛性都比較大，難以同時(shí)滿足人們對(duì)紡織品功能性和舒適性的需求。

　　而這一次，東華大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)創(chuàng)性地提出了“非馮·諾依曼架構(gòu)”的新型智能纖維，將能量采集、信息感知、信號(hào)傳輸?shù)裙δ芗捎趩胃w維中，并通過(guò)編織制成了不依賴芯片和電池的智能紡織品。

　　把一小塊織物放在電磁波發(fā)射裝置旁邊，織物上有智能纖維制作的格子狀刺繡。只要用手指輕輕劃過(guò)這塊刺繡，就能看到像俄羅斯方塊一樣閃爍的光點(diǎn)。

　　這種“人體耦合”的新型能量交互機(jī)制，能在不知不覺(jué)中、沒(méi)有任何額外能耗地讓新型纖維發(fā)光發(fā)電。

　　纖維材料改性國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(東華大學(xué))研究員介紹：“這種纖維能夠應(yīng)用到服裝服飾、布藝裝飾等日用紡織品中。當(dāng)與人體接觸時(shí)，它們通過(guò)發(fā)光進(jìn)行可視化的傳感、交互甚至高亮照明，同時(shí)還能對(duì)人體不同姿態(tài)動(dòng)作產(chǎn)生獨(dú)特的無(wú)線信號(hào)，進(jìn)而對(duì)智能家電等電子產(chǎn)品進(jìn)行無(wú)線遙控。這些新穎的功能有望拓展電子產(chǎn)品的應(yīng)用場(chǎng)景，甚至改變?nèi)藗冎腔凵畹姆绞??！?/p>

　　《科學(xué)》邀請(qǐng)美國(guó)伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校以及麻省理工學(xué)院的專家對(duì)該成果進(jìn)行了評(píng)述報(bào)道，評(píng)述與論文同期刊發(fā)。

　　評(píng)述指出，該成果有望改變?nèi)伺c環(huán)境以及人與人之間的交互方式，對(duì)功能性纖維的開(kāi)發(fā)以及智能紡織品在不同領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要的啟發(fā)意義。在基礎(chǔ)研究方面，因?yàn)樵撝悄芾w維和紡織品能夠在不干擾人們?nèi)粘；顒?dòng)的情況下不知不覺(jué)地大規(guī)模采集身體觸覺(jué)數(shù)據(jù)，因此能夠更高效和便捷地收集人體與外界交互過(guò)程中的物理信息，有望促進(jìn)人體物理交互研究基礎(chǔ)模型的發(fā)展。

　　東華大學(xué)先進(jìn)功能材料課題組一直致力于智能纖維材料與器件的研究，從2012年研究石墨烯導(dǎo)電纖維開(kāi)始，到2016年研發(fā)出電致變色纖維，再到2018年搭建成首條電致變色和力致發(fā)電纖維生產(chǎn)線，最終實(shí)現(xiàn)連續(xù)化、規(guī)?；苽?。隨后，團(tuán)隊(duì)又相繼研發(fā)出可連續(xù)制備的傳感纖維、發(fā)光纖維、調(diào)溫纖維……一系列成果為深化智能纖維領(lǐng)域研究奠定了基礎(chǔ)。

　　“下一階段工作，我們將深入研究如何讓這種新型纖維更有效地從空間收集能量，并以此驅(qū)動(dòng)更多功能，包括顯示、變形、運(yùn)算、人工智能等。相信在不久的將來(lái)，智能服裝能做更多事，人會(huì)變得更加強(qiáng)大，對(duì)于環(huán)境也會(huì)有更好的適應(yīng)性?！痹撜n題組組長(zhǎng)、纖維材料改性國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授王宏志說(shuō)。