由劍橋大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一個國際研究小組已經(jīng)開發(fā)出一種具有成本效益和生態(tài)友好的方法，利用工業(yè)織機(jī)生產(chǎn)智能紡織品。這種技術(shù)能夠創(chuàng)造出靈活、耐用的智能織物，沒有尺寸或形狀的限制，為各行業(yè)提供了潛在的應(yīng)用。

研究人員已經(jīng)開發(fā)出了下一代智能紡織品--結(jié)合了LED、傳感器、能量收集和存儲的能力--可以用制造我們每天穿的衣服的相同機(jī)器，以低廉的價格生產(chǎn)出任何形狀或尺寸的這種紡織品。

由劍橋大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的國際團(tuán)隊(duì)之前已經(jīng)證明了可以制作大尺寸的編織顯示屏，但這些早期的例子是使用專門的手工實(shí)驗(yàn)室設(shè)備制作的。其他智能紡織品可以在專門的微電子制造設(shè)施中制造，但這些設(shè)施非常昂貴，并產(chǎn)生大量的廢物。

然而，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，通過在用于制造傳統(tǒng)紡織品的相同工業(yè)織機(jī)上編織電子、光電、傳感和能源纖維組件，可以更便宜、更可持續(xù)地制造柔性顯示器和智能織物。他們的成果在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上報道，展示了智能紡織品如何在汽車、電子、時尚和建筑等領(lǐng)域成為大型電子產(chǎn)品的替代品。

盡管最近在開發(fā)智能紡織品方面取得了進(jìn)展，但其功能、尺寸和形狀一直受到目前制造工藝的限制。

論文第一作者、劍橋大學(xué)工程系的Sanghyo Lee博士說："我們可以在專門的微電子設(shè)施中制造這些紡織品，但這需要數(shù)十億英鎊的投資。此外，以這種方式制造智能紡織品受到很大的限制，因?yàn)樗袞|西都必須在用于制造集成電路的硬質(zhì)晶圓上制造，所以我們能得到的最大尺寸是直徑約30厘米。"

"智能紡織品也因其缺乏實(shí)用性而受到限制，"同樣來自工程系的Luigi Occhipinti博士說，他是這項(xiàng)研究的共同負(fù)責(zé)人。"想想普通織物必須承受的那種彎曲、拉伸和折疊，而將同樣的耐用性納入智能紡織品一直是一個挑戰(zhàn)。"

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去年，一些相同的研究人員表明，如果智能紡織品中使用的纖維被涂上可以承受拉伸的材料，它們就可以與傳統(tǒng)的編織工藝兼容。利用這種技術(shù)，他們制作了一個46英寸的編織演示器顯示屏。

現(xiàn)在，研究人員已經(jīng)表明，智能紡織品可以使用自動化工藝制造，對其尺寸或形狀沒有限制。多種類型的纖維裝置，包括儲能裝置、發(fā)光二極管和晶體管被制造、封裝，并與傳統(tǒng)的合成或天然纖維混合，通過自動編織來制造智能紡織品。纖維器件通過自動激光焊接方法與導(dǎo)電膠相互連接。

所有的過程都經(jīng)過優(yōu)化，以盡量減少對電子元件的損害，這反過來又使智能紡織品足夠耐用，能夠承受工業(yè)織機(jī)的拉伸。封裝方法的開發(fā)考慮到了纖維器件的功能，并系統(tǒng)地研究了機(jī)械力和熱能，以分別實(shí)現(xiàn)自動編織和基于激光的互連。

研究小組與紡織品制造商合作，能夠生產(chǎn)出大約50×50厘米的智能紡織品的測試補(bǔ)丁，盡管這可以擴(kuò)展到更大的尺寸并大量生產(chǎn)。

"這些公司擁有完善的生產(chǎn)線，擁有高產(chǎn)量的纖維擠出機(jī)和大型織機(jī)，可以自動編織一米見方的紡織品，"Lee說。"因此，當(dāng)我們將智能纖維引入這一過程時，結(jié)果基本上是一個電子系統(tǒng)，其制造方式與其他紡織品的制造方式完全相同。"

研究人員說，大型柔性顯示器和監(jiān)視器有可能在工業(yè)織機(jī)上制造，而不是在專門的電子制造設(shè)施中，這將使它們的生產(chǎn)成本大大降低。然而，還需要進(jìn)一步優(yōu)化這一過程。

"這些紡織品的靈活性絕對是驚人的，"Occhipinti說。"不僅僅是它們的機(jī)械靈活性，還有方法的靈活性，以及部署可持續(xù)和生態(tài)友好的電子制造平臺，有助于減少碳排放，并使智能紡織品在建筑、汽車內(nèi)飾和服裝中得到真正的應(yīng)用。我們的方法在這方面是相當(dāng)獨(dú)特的"。（來源：cnBeta）