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智能纤维涉及哪些黑科技?追逐未来,我国成立武创院智能纤维所

文章作者:作者 人气:发表时间:2023-10-18 10:43:04

如果有一件衣服,穿上无感、舒适,且能实时监测身体的各项指标,你会有想穿的欲望吗?

“智能纤维赋能人体健康、运动健康是非常有前景的一项工程,未来人体的很多信息都会在虚拟世界当中存在,如何合理的利用这些信息,并为健康赋能一定会成为未来的一大趋势。”中国科学院院士、复旦大学附属中山医院心血管内科主任葛均波指出。

智能纤维涉及哪些黑科技?追逐未来,我国成立武创院智能纤维所

智能纤维的概念、发展与技术

智能纤维是一种结合了传感器、电子元件和纤维材料的创新材料,具有感知、响应和交互等功能。它的出现使得服装不再仅仅是一种简单的保护性物品,而是成为了一种可以与人体进行互动和传递信息的载体。

智能纤维的发展可以追溯到二十世纪八十年代,当时人们开始探索将电子元件集成到纤维材料中的可能性。

智能纤维的发展经历了多个阶段。最初的阶段是研究人员尝试将传感器和电子元件嵌入到纤维材料中,以实现对环境和身体的感知功能。这些传感器可以检测温度、湿度、压力等参数,并将这些信息传递给用户或其他设备。

随着技术的进步,研究人员开始将智能纤维与柔性电子技术相结合,实现了更加复杂的功能,例如蓝牙连接、数据存储和处理等。

压电聚合物纤维具有很好的形状适应性和能量转换能力,是可穿戴和健康监测领域中智能织物的重要基础元素。

智能纤维涉及哪些黑科技?追逐未来,我国成立武创院智能纤维所

在智能纤维的发展过程中,德国一直处于领先地位。德国智能纤维技术的研究始于二十世纪九十年代,当时德国的研究机构和企业开始在该领域进行探索和创新。德国智能纤维技术的关键技术包括传感技术、柔性电子技术和纳米技术。

传感技术是智能纤维的核心技术之一。通过将传感器集成到纤维材料中,智能纤维可以感知周围环境和用户的生理参数。例如,智能纤维可以实时监测用户的心率、呼吸频率和体温等生理指标,并将这些信息传输给用户或其他设备。

通过传感技术,智能纤维可以实现对用户健康状况的监测和预警,为用户提供更加个性化和精准的健康管理服务。

柔性电子技术是实现智能纤维功能的另一个关键技术。传统的电子元件通常是刚性的,难以与柔软的纤维材料相结合。

然而,柔性电子技术的出现打破了这一限制。通过采用柔性材料和柔性电路设计,智能纤维可以实现弯曲、拉伸和变形等形变特性,从而适应不同的服装设计和穿戴场景。柔性电子技术还可以实现智能纤维与其他设备的连接和通信,例如与智能手机或电脑的无线通信。

纳米技术在智能纤维的研究和应用中发挥着重要作用。通过纳米技术,研究人员可以在纤维材料的微观结构上进行精确控制,实现纤维的特殊功能和性能。例如,纳米材料可以增强纤维的抗菌性能,使智能纤维具有自洁和抗菌的特性。

纳米技术还可以实现纤维的光学特性调控,使智能纤维在光传感和光学显示方面具备更多的应用潜力。

总结起来,智能纤维的概念和发展经历了多个阶段,从最初的传感功能到如今的多功能性和柔性性能。德国智能纤维技术在这一领域的研究和应用方面处于领先地位,关键技术包括传感技术、柔性电子技术和纳米技术。

随着技术的不断进步和创新,智能纤维将在可穿戴科技领域发挥越来越重要的作用,为人们的生活带来更多的便利和可能性。

我国成立武创院智能纤维所

7月23日,武创院智能纤维所通过专家咨询论证。该研究所由葛均波院士领衔,将以智能纤维技术为基础,在智慧运动、智慧健康等关键领域,重点突破落地一批核心共性关键技术和原创前沿技术成果。

智能纤维涉及哪些黑科技?追逐未来,我国成立武创院智能纤维所

智能纤维是指能够感知外界环境(如热、光、湿度等)或内部状态所发生的变化,并能做出响应及预测的纤维,它可以完成基于多模态传感器人体数据的无感化采集,也可以基于大数据对人体健康情况进行分析。

基于这些优势,6年前,华中科技大学教授、光谷产业教授陶光明等人就致力于研究智能纤维赋能人体和运动健康,截止目前已经研发成功无源降温超材料新材料用于抵御极端低温可能导致的疾病、寒地面部及呼吸道防护新装备用于提升面部和吸入空气温度、无感化生命体征监测设备实现心率、体温、呼吸等生命体征的监测等5项核心技术。

“人体的健康状态需要被持续检测,但大多数情况下又没有必要去医院进行详细的临床检查,所以基于无感化检测的智能纤维技术所提供的精准的全时健康数据就能帮助医生客观分析人体健康数据。”陶光明告诉人民日报健康客户端记者,研究所的目标是通过跨学科交融研发转化的技术、设备,针对每个人的医疗需求提供客观数据,帮助临床医生进行客观诊断。

项目主要参与人、华中科技大学同济医学院附属同济医院教授周宁也告诉记者,“在心血管领域,需要对患者进行精密和实时的生命体征监测,包括心跳,呼吸等,而采集到这些人体的生理信号需要连接许多监测仪器,病人就医体验很差,因此无感化、更舒适、对人体干扰更小的生命体征监测设备就显得尤为必要。”

智能纤维所的成立将助力智能纤维与大健康领域相关技术成果走进现实,走向市场。未来5年,智能纤维所将建成科技面料与产业应用研究中心、运动与健康智能化创新中心及智能健康装备产业融资平台,创办孵化企业若干家,孵化培育上市公司,培养和引进一批领军人才。