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【封面故事】新一代智能可穿戴紡織品:纖維基自供能電子皮膚

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封面設計說明:封面主圖是纖維基電子皮膚傳感陣列和兩位身著纖維基電子皮膚的擊劍運動員。畫面生動形象地展示了纖維基電子皮膚的優異柔性,與人體可完美貼合;同時纖維基電子皮膚可實時反饋擊劍比賽過程中運動員被擊中的次數,為擊劍運動的精準計分提供了新方案;動態的心電圖喻示著纖維基電子皮膚在運動員生理信號監測、疾病預防診斷等方面的廣闊應用前景;白色的閃電象征著纖維基電子皮膚可實現自供電功能,這為壓力傳感系統的持續續航提供了保障。封面鋪設的背景圖重點突出了纖維基電子皮膚的結構和特點,蔚藍色象征著綠色新能源,橙紅色象征著蓬勃的生命氣息,2種顏色相互碰撞并向四周散發,展現了纖維基電子皮膚在智能可穿戴領域的無限生機與潛力。

主要內容介紹

電子皮膚是一種仿生智能可穿戴柔性傳感系統,具有類似生物體皮膚觸覺感知的功能。新型的觸覺傳感型電子皮膚要求具有靈敏度高、穩定性好、柔性化、小型化、輕量化等特性,以滿足人體穿戴的需求。壓電式和摩擦電式自供能觸覺傳感系統不僅可以實現實時的壓力響應,還可以收集環境中的機械能將其轉化為電能來實現自供能,不需要額外的供電元件,有利于制備微型、輕量、柔性的可穿戴器件。纖維材料具備優異的柔性和豐富連通的多孔結構,是制備舒適可呼吸電子皮膚的理想材料。纖維基自供能電子皮膚已受到眾多研究者的廣泛關注。

本文圍繞纖維基壓電式和摩擦電式電子皮膚,主要闡述基底層、電極層、傳感層的材料選擇,然后從制備方法、性能表征和功能應用等方面重點概述纖維基自供能電子皮膚在運動監測、醫療檢測等多個領域的研究進展,并探討了自供能纖維基電子皮膚存在的問題與未來的發展方向。

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【封面故事】新一代智能可穿戴紡織品:纖維基自供能電子皮膚

圖1?纖維基自供能電子皮膚的結構特點與廣泛應用

研究團隊介紹

在國家自然科學基金、上海市自然科學基金、上海市青年科技啟明星、上海市人才發展基金等項目的持續支持下,中國工程院院士、東華大學教授俞建勇團隊的丁彬教授、李召嶺教授長期致力于智能纖維的制備及其在智能發電、柔性傳感、電子皮膚等領域的基礎理論與應用研究,取得了系列創新性成果。針對發電織物發電效率低、傳感織物靈敏度和穩定性難以進一步提升等問題開展深入的理論研究,建立纖維材料的結構設計、表界面修飾與功能調控方法,揭示纖維微觀結構與理化性質對宏觀性能的影響規律,實現了高效率發電織物和高靈敏傳感織物的可控制備與特效應用。該團隊的理論研究和開發的新工藝為真正面向人民生命健康,實現智能可穿戴紡織品的產業化奠定了堅實的理論與技術基礎。

原文始發于微信公眾號(紡織學報):【封面故事】新一代智能可穿戴紡織品:纖維基自供能電子皮膚

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作者 gan, lanjie

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