无需插电发光发电纤维面世

东华大学科研团队近期取得了重大突破，研发出一种创新的智能纤维，集成了无线能量采集、信息感知与传输等多种功能，使得纺织品无需芯片和电池就能具备发光显示和触控等互动特性。这一成果已发表在权威期刊《科学》上，预示着可能革新人与环境及人际间的交互方式，对功能性纤维研发和智能纺织品的应用具有深远影响。
智能穿戴设备如今已成为日常生活的必需品，在健康监测、远程医疗和人机交互等领域发挥着关键作用。然而，当前的智能纤维大多依赖传统的“冯·诺依曼架构”，即基于硅基芯片构建信号采集和能量供应等功能模块，这可能导致纺织品体积增大、重量增加和硬度不足。东华大学材料科学与工程学院的研究团队通过实验发现，纤维在无线电场下能发出光，从而提出“非冯·诺依曼架构”的新理念，将多种功能集成于单一纤维内。
课题组成员杨伟峰指出，利用电磁场和人体作为能量交互媒介，新型智能纤维能高效地捕获并传输能量。新型纤维由三层结构组成：中心感应交变电磁场的镀银尼龙纤维、增强电磁能量转换的介电层，以及对电场敏感的发光层。成本低廉且加工技术成熟，使其具有广泛应用潜力。
在无需芯片和电池的情况下，科研人员通过新型纤维实现了织物显示和无线指令传输等实用功能。侯成义研究员认为，这种纤维有潜力融入日常衣物，通过发光进行可视化感应、交互甚至照明，还能根据人体动作产生独特无线信号，实现无线遥控电子设备，将极大地改变人们的智慧生活方式。
未来，课题组计划进一步研究如何优化新型纤维的能量收集效率，以便驱动更多的功能，如显示、变形和计算等，这是他们下一阶段的重要任务。