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蚕丝为物联网穿戴式传感器理想材料 提升导电性为首要目标

2025China.cn ? 2017年08月31日

  蚕丝能改善物联网穿戴式身体传感器的灵敏度与弹性,有潜力成为理想制造材料。法新社

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  从亚博娱乐app官方下载袜(Smart Socks)到健身衣,配备传感器(Sensor)能监测人体健康状态的服装日益受到欢迎,科学家正研究以蚕丝取代半导体,作为制造物联网穿戴式传感器的材料。其中一个可预见的可能性,是作为一个整合的无线系统,让医师能更容易的从远程监测病患,以便比以往更快速的针对病患的医疗需求进行处置。

  据ScienceDaily报导,北京清华大学研究团队,于2017年8月下在第254届美国化学学会(ACS)年会上报告其实验工作,目标为以蚕丝为材料,制造灵敏度与弹性更高的穿戴式身体传感器。根据初步的结果,研究人员希望能进一步找到方法,建立由纳米发电机(Nano-generator)驱动,以蚕丝为材料、可自主运作的一组整合的传感器。

  穿戴式身体传感器已成为最新的必备科技,有极大的发展潜力。不过半导体制品先天上有延展性与弹性不佳的限制,尤其在制作穿戴式身体传感器时,无法兼顾灵敏度与延展性。

  而蚕丝强度胜过钢铁,弹性比尼龙(Nylon)更佳,具备生物兼容性(Biocompatible)且质轻,有机会作为发展新一代高灵敏度且延展性佳的多用途穿戴式传感器的理想材料,用于实时监测各种身体功能。

  研究团队表示,目前蚕丝传感器有极大的发展潜力,并暗示有可能应用于建立能感测触碰、温度或湿度,甚至分辨不同人声的更逼真的机器人。不过蚕丝的导电性不佳,研究人员为了解决此一关键问题,进行各种测试,希望找出能提升蚕丝的导电性,达到足以应用于身体感测装置的程度。

  研究人员尝试的第一个方式是将蚕丝置于华氏1,112~5,432度的惰性气体环境中,藉此让蚕丝充满氮掺杂碳(N-doped Carbon)及一些石墨化的粒子,而具有导电性。研究人员便运用这些具导电性的蚕丝,开发了压力传感器、能同时测量压力与温度的双模(Dual-mode)传感器,以及测量力(Force)变化的应变(Strain)传感器。

  研究人员尝试的第二种方式是以石墨烯(Graphene)或纳米碳管(Carbon Nanotube)混入蚕丝,产出蚕丝当中自然的包含了部分的纳米粒子,但截至目前为止,尚无法以这种方式产生能导电的蚕丝,不过研究人员仍未放弃实验,希望最终能以此一方式成功生产能导电的蚕丝。

标签:穿戴式传感器 物联网 我要反馈?
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