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千年后絲綢再放異彩，可穿戴傳感器有望取得進一步發展

2017-08-24 09:17:43 作者：本網整理來源：材料科技在線分享至：

從智能的襪子到可測量能量消耗的衣服，穿戴式身體傳感器正在成為最新的“必備”技術。現在，科學家們在報告中指出，他們正在使用世界上最令人垂涎的紡織品之一的絲綢，開發出一種靈敏靈活的多功能設備，可以完成實時監控身體的功能。（下圖所示為絲綢傳感器）

近期，研究人員在美國化學學會第254屆全國會議和展覽會（ACS）上介紹他們的工作。美國化學學會是世界上最大的科學學會，迄今為止，這個協會已經廣泛的展示了近9,400個科學課題。

張穎英博士說：“絲綢是制造可穿戴傳感器的理想材料，并且世界上目前制作出絲綢傳感器的可能性很大。我們認為絲綢最有可能被用作一個集成的無線系統，使醫生可以更方便地遠程監控患者，以便他們能夠更迅速的回應他們的醫療需求。”

通常用半導體制成可穿戴傳感器，這類傳感器具有監測人體健康的巨大潛力，但這類傳感器的應用具有局限性。例如，應變傳感器在測量力的變化時，靈敏度和拉伸性性能不好。天然絲綢可以克服這些問題，因為它比鋼更牢固且比尼龍更具韌性。纖維的質量輕且與生物體相容性非常好，但是絲綢導電性差。為了解決導電性的問題，中國清華大學的張研究員和同事們正致力于提高絲綢導電性以便使絲綢可以成功應用于人體感應裝置。

研究人員決定嘗試兩種不同的方法。第一，它們在惰性氣體環境中處理絲綢，溫度范圍為1112華氏攝氏度至5432華氏攝氏度，并在絲綢中摻入了具有導電性的一些石墨化顆粒的氮元素。采用這種技術，科學家們已經開發了應變傳感器、壓力傳感器和能同時測量溫度和壓力的雙模傳感器。

在另一種方法中，研究人員將含有石墨烯或碳納米的食物喂給蠶。這些納米顆粒便溶入蠶吐出的絲中。到目前為止，盡管研究人員利用這種方法沒能制造出導電纖維，但仍在堅持這種技術，并希望能夠研制成功。

根據初步結果，張研究員希望探索出一套基于絲綢的實現自維持功能的傳感器。她還認為她的團隊研究的絲綢傳感器可能被用來構建更真實的機器人，這種機器人能夠可感知觸摸，溫度或濕度，甚至可以區分不同人的聲音。

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責任編輯：殷鵬飛

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