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2021年1月8日 星期五

Body Monitoring Smart Fabric Developed at UMass Amherst - Connecting Point 




來源科技穿

新型电池可以被“绣”到衣服上 能为可穿戴生物传感器供电

目前,可穿戴式感測器也是一項熱門技術。許多可穿戴式傳感器能夠監測心跳、血糖水平,甚至汗液。而許多注重健康的人士和家有老年人的消費者都表示十分需要。

不過,目前僅有 Fibit、Misfit、Apple Watch 等寥寥幾款可穿戴式設備,而阻礙可穿戴生物感測器健康監測發展的一個主要因素,是缺乏輕便、持久的電力供應。


麻塞諸塞大學阿姆赫斯特分校(University of Massachusetts  Amherst)的科學家們,在材料化學家特里莎·L·安德魯(Trisha L. Andrew)的帶領下報告說,他們已經開發出一種方法,可以製作一種電力儲存系統,這種系統可以很容易地整合到衣服中,「將儲電模式繡到任何衣服上」。

他們的新方法使用了一種微型超級電容器,將帶蒸氣塗層的導電線,與聚合物薄膜結合在一起,再加上一種特殊的縫紉技術,在織物襯底上形成排列整齊的柔性網狀電極。

由此產生的固態裝置具有根據其大小,和其他特性儲存電荷的能力,從而為可穿戴生物感測器提供動力。

安德魯補充說,雖然研究人員已經顯著地,將許多不同的電子電路元件小型化,但到目前為止,對於存儲電荷的設備來說,這還不夠。

安德魯和博士後研究員、第一作者Lushuai Zhang,以及化學工程研究生Wesley  Viola指出,超級電容是可穿戴式電荷儲存電路的理想選擇,因為它們具有比電池更高的固有功率密度。
但「將電化學電導率高的材料和快速離子,應用到紡織品上是具有挑戰性的,」他們補充。

安德魯和他的同事們證明,他們的蒸汽塗層工藝在緊密編織的紗線上,創造了多孔導電聚合物膜,這可以很容易地被離子充滿,與以前的染色或擠壓纖維相比,保持單位長度的高電荷儲存能力。

安德魯(Andrew)是 UMass  Amherst的可穿戴電子實驗室的負責人,他指出,由於技術困難和成本高昂,紡織科學家往往不使用氣相沈積技術,但最近的研究顯示,這種技術可以擴大規模,並保持成本效益。


她和她的團隊,目前正在馬薩諸塞大學阿默斯特學院,為應用生命科學的個性化健康監測中心工作,

將新型繡花電荷儲存陣列,與電子紡織感測器和低功耗微處理器結合在一起,就可以製造出智慧服裝,可以在日常生活中監測人的步態和關節活動。這顯然能比目前的心跳、血糖等監測更進一步。


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