纤维，这种既在日常生活中又在大自然中大量存在的物质，扮演着越来越重要的角色。

从传统的棉纺织业到现代的碳纤维卫星，从植物的花草根叶到大脑内部的神经网络，纤维都在人类进程中发挥着关键作用。而随着信息时代的到来，纤维又将迎来哪些变革呢？

信息化是纤维发展的未来趋势。传统纤维的信息传输、感知、反馈和显示都是单调均一的，而未来的纤维需要具备更高密度的编码信息能力。如何制备具有轴向超结构的纤维，是迈向信息化纤维发展面临的第一个问题。只有打破传统概念，实现长度方向上的非均匀超结构，才能实现纤维的高密度信息化。

新型超纤维

日前，浙江大学高分子系许震研究员和团队提出一种“序列微流控纺丝”方法，将微流控技术有机结合到传统的湿法纺丝，实现了纤维轴向异质超结构的设计，完成了在单根纤维水平上多材料、多功能、多形态的序列结构信息化设计，形成了包含力学、电学、热学、磁学、光学序列结构的新型超纤维种类。

这项工作打通了采用传统湿法纺丝制备复杂编码超结构纤维的通路，为信息化纤维的制备提供了高通量方法，同时也拓展了纤维的新种类，初步描绘了单根纤维高密度编码信息化的基本模型和思路。

审稿人评价称：“该工作开发了一种引人入胜的超结构纤维制备方法。可以简易地实现大量的制备，同时也能有效地控制超结构纤维长度方向的组成和功能，展示了下一代纤维基电子器件的巨大空间。”

整体来看，纤维的超结构为纤维器件的设计开拓了巨大的想象空间。超结构纤维能实现可力学编程的织物，同时打破了传统纤维的轴向均一结构，让在单纤维水平进行像素化力学性能和形变设计成为可能，为传统编织结构控制拓展了新的设计空间。

比如，通过纤维轴向超结构的设计，可以让织物实现丰富且复杂的变形结构设计，未来能被用于机器人可编程骨骼、皮肤以及医用可编程变形器件。

同时也可用于轴向超结构，从而实现单纤维水平的高密度电子集成。通过像素化材料与功能的选择与组合，可以在单根纤维上集成基本的供能、传感、计算、反馈、执行等单元，达到一根纤维就是一个智能复合体的目标。

可以想象，由亿万根这样的纤维编织而成的服装，可以成为个体生命活动的物理外挂，与虚拟世界紧密互联。而纤维的高密度电子化集成，也可以打造能被长期植入的电子毛发。除了以无损的方式监测日常的生理信号，所植入的每一根毛发还将成为脑机的数据接口。

据介绍，本次课题缘起于该团队马静雨博士的一次头脑风暴。在讨论中，他和其他组员讨论了一种设定：当日常的纤维变成可被编码的 DNA 会怎样？

经过初步估算，一件普通衣物的纤维长度达到百万米，可以携带几十亿个编码。将这个海量的编码空间用来设计结构的话，将完全改观目前的纤维与织物。

在这一前景的鼓舞之下，马静雨很快就找到能实现这一想象的微流控技术。经过设备搭建和试验，上述方法的可行性得以确认。

再对装置方案加以改进，以及筛选纺丝体系之后，他们终于实现了包含 4 种编码方式的超结构纤维的连续纺丝。

最终，相关论文以《顺序纺丝轴向编码超纤维》（Sequence spinning axially encoded metafibers）为题发在 Matter[1]，浙江大学博士生马静雨是第一作者，许震担任通讯作者。

《人类简史》一书指出，人类进化的根本动力来自想象力。该课题组表示：“在提出课题以及设计发展计划时，我们深刻感受到想象力的重要性。当第一根像素化彩色纤维制备出来后，我们只是隐隐感受到了巨大的设计空间，现实却是毫无头绪。”

于是，课题组开始观看科幻电影、书籍、以及开展各种讨论。慢慢地，纤维的样子与场景也渐渐清晰起来，也就有了论文中的力、电、热、光超结构纤维、以及如同科幻一样的纤维织物物理外挂和电子毛发的应用。

也是从这项工作开始，课题组的日常讨论便新增了一个附加问题：当想象力成为一种科研工作必备的能力时，我们需要做什么？通过思考这一问题，真正做到为科研插上更多想象的翅膀。

整体来看，对于纤维材料设计来说，本次超结构纤维展现了广阔的想象空间。近期，该团队主要集中于研究力学和电学超结构纤维，目前已初步研究了力学超纤维的应变局域放大效应和阻滞效应。

并基于此设计出一系列纤维电子器件，比如高灵敏线性应变传感、发光显示纤维、仿生电鳗纤维电容器件等。进一步地，他们还将开展单根纤维基本功能单元的设计与集成。

会产生怎样的影响？

那么，超结构纤维技术的出现，会对纤维产业的未来产生怎样的影响呢？未来织物的发展将带来怎样的革命性变化？

随着纤维轴向超结构的设计，未来的织物将实现更为丰富、复杂的变形结构设计。这意味着，织物不再只是简单的材料，而是可以成为机器人的可编程骨骼和皮肤，甚至可以用于医用可编程变形器件。每根纤维都可以集成基本的供能、传感、计算、反馈、执行等单元，实现单纤维水平的高密度电子集成。想象一下，由亿万根这样的纤维编织而成的服装，可以成为个体生命活动的物理外挂，并与虚拟世界紧密互联。这将是一场真正的科技革命。而纤维的高密度电子化集成，还可以实现更多的可能性。

它可以打造能被长期植入的电子毛发，实现无损监测日常的生理信号，并成为脑机的数据接口。这意味着我们可以通过穿戴织物来监测身体状况，无需过多依赖传统的医疗设备。同时，织物也可以成为脑机接口，帮助人们更好地与虚拟世界互动。想象一下，我们可以通过简单的衣物就能与计算机进行交互，实现更加便捷的操作和沟通。

无论是机器人的外骨骼，还是具有医疗功能的服装，都将成为现实。总结来说，未来织物的发展将带来革命性的变化。通过纤维轴向超结构的设计和纤维的高密度电子化集成，织物将不再仅仅是一种材料，而是可以成为机器人的骨骼和皮肤，医用变形器件，甚至成为个体生命活动的物理外挂。

尾声

超纤代表着追求卓越的愿景，它不再是物理学和行业上的概念，而是皮革纺织工业的图腾，所以对超纤的理解，再次提高到超越纤维。现阶段超纤行业已经走过了超细纤维的的阶段，正处于超级纤维的发展期。

总之，纤维电子器件的应用前景非常广阔，我们相信它将会为人类的生活带来更多的便利和创新。在未来的日子里，我们也期待更多优秀的科学家和工程师加入到这项工作中来，为纤维电子器件的发展贡献自己的力量。问题：你对于纤维电子器件的发展前景有什么看法？