提出无需电池就能发光与交互的纤维！《科学》杂志发表东华大学最新研究

东方网记者范易成4月5日报道:畅想未来人机交互场景，你期待的智能可穿戴设备能实现哪些功能？今天，东华大学材料科学与工程学院先进功能材料课题组在期刊《科学》上发表研究论文，为人与环境的智能交互开辟了全新可能。

据悉，该研究提出了基于“人体耦合”的能量交互机制，并成功研发出集无线能量采集、信息感知与传输等功能于一体的新型智能纤维，由其编织制成的智能纺织品无需依赖芯片和电池便可实现发光显示、触控等人机交互功能，这一突破性成果为人与环境的智能交互开辟了新可能，具有广泛应用前景。

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随着科技不断发展，智能可穿戴设备正逐渐成为我们生活的一部分，并在健康监测、远程医疗和人机交互等领域发挥着越来越重要的作用。相较于传统刚性半导体元件或柔性薄膜器件等，由智能纤维编织而成的电子纺织品具有更好的透气性和柔软度，被视为理想的可穿戴设备载体。

该研究中，东华大学科研团队有效地简化了可穿戴设备和智能纺织品的硬件结构，优化了它们的可穿戴性。实现了将能量采集、信息感知、信号传输等功能集成于单根纤维中，并通过编织制成不依赖芯片和电池的智能纺织品。在添加特定功能材料以后，仅仅经过人体触碰，这种新型纤维就会展现发光发电的“神奇一幕”。

东华大学材料科学与工程学院博士研究生杨伟峰为论文第一作者，纤维材料改性国家重点实验室王宏志教授、侯成义研究员，以及东华大学材料科学与工程学院张青红研究员为论文通讯作者。

杨伟峰介绍:“这款新型纤维具有三层鞘芯结构，所采用的均是市面上比较常见的原材料。芯层为感应交变电磁场的纤维天线、中间层为提高电磁能量耦合容量的介电层、外层为电场敏感的发光层。原材料成本低，纤维和织物的加工都能够用成熟的工艺实现，已具备量产能力。”?

侯成义表示，“这种新型纤维能够运用到服装服饰、布艺装饰等日用纺织品中，当它们与人体接触时，通过发光进行可视化的传感、交互甚至高亮照明，同时它们还能对人体不同姿态动作产生独特的无线信号，进而对智能家电等电子产品进行无线遥控。这些新颖的功能有望拓展电子产品的应用场景，甚至改变人们智慧生活的方式。”

科研突破的取得更是长期积累的结果。课题组组长王宏志教授介绍，东华大学先进功能材料课题组一直致力于智能纤维材料与器件的研究，从2012年研究石墨烯导电纤维开始，到2016年研发出电致变色纤维，再到2018年搭建成了首条电致变色和力致发电纤维生产线，实现连续化、规模化制备。“下一阶段工作，我们将深入研究如何让这种新型纤维能够更有效地从空间中收集能量，并以此驱动更多功能，包括显示、变形、运算、人工智能等，相信在不久的未来，智能服装能做更多事，人会变得更加强大，对于环境也会有更好的适应性。”