只需一熨：液態(tài)金屬貼片讓任何織物變身可穿戴電子設(shè)備

用普通家用熨斗即可將這種貼片附著在棉、滌綸和氨綸面料上，并支持完整的工作電路。

研究人員開發(fā)出一種新型熨燙式電子貼片，有望使可穿戴技術(shù)的應(yīng)用和定制變得更加簡便。該貼片采用液態(tài)金屬與熱激活粘合劑結(jié)合，通過標(biāo)準(zhǔn)家用熨斗即可與織物牢固粘合。早期演示表明，這項技術(shù)可以為LED燈供電，甚至支持集成在衣物中的工作麥克風(fēng)。

這項工作為柔性電子技術(shù)的發(fā)展增添了新動力，該領(lǐng)域致力于在不犧牲舒適度的前提下實(shí)現(xiàn)可靠性能。弗吉尼亞理工大學(xué)的研究員、該研究的通訊作者邁克爾·D·巴特利特表示，電子紡織品具有巨大潛力。

"電子紡織品和可穿戴電子設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)從醫(yī)療保健、環(huán)境監(jiān)測到機(jī)器人技術(shù)和人機(jī)界面等多種應(yīng)用。我們的工作通過創(chuàng)建可快速、牢固地集成到多種織物中的熨燙式軟電子設(shè)備，推動了這一令人興奮的領(lǐng)域發(fā)展。"他說。

從織物到功能技術(shù)

可穿戴電子設(shè)備一直面臨著一個持續(xù)挑戰(zhàn)：衣物會彎曲、拉伸并承受頻繁的物理應(yīng)力，而傳統(tǒng)電路無法應(yīng)對。印刷導(dǎo)電墨水可能會因反復(fù)洗滌或環(huán)境暴露而退化。同時，將電路密封在剛性聚合物層之間雖然提供了耐久性，但降低了舒適度和靈活性。

巴特利特和他的團(tuán)隊探索了一種不同的材料策略。他們將鎵銦合金的微滴分散到聚氨酯中，制成了一種導(dǎo)電且可拉伸的薄膜。這種混合物傾倒并風(fēng)干一整天后，會形成一層薄而有彈性的片材，能夠傳輸電流，同時像織物一樣活動。

研究人員將薄膜切割成小塊，并將其熨燙到各種紡織品上，包括滌綸、棉質(zhì)斜紋布、氨綸和網(wǎng)眼運(yùn)動衫。熱量激活了貼片中的粘合劑成分，使其與織物纖維形成牢固結(jié)合。冷卻后，貼片保持附著狀態(tài)，并在彎曲、起皺和拉伸過程中維持電氣功能。

現(xiàn)實(shí)應(yīng)用演示

為了展示潛在用途，研究人員構(gòu)建了兩個原型電路。第一個是將設(shè)計成大學(xué)標(biāo)志形狀的電路熨燙到織物上，并連接五個LED燈。在材料被反復(fù)扭曲和拉伸時，燈始終保持點(diǎn)亮。這個測試印證了該材料能夠承受日?；顒雍筒僮?。

第二個測試圍繞錄音進(jìn)行。團(tuán)隊將一條可拉伸的麥克風(fēng)導(dǎo)線放入一件紐扣襯衫中，并使用一個熨燙式電路為麥克風(fēng)供電，并將信號傳輸?shù)诫[藏的外部錄音設(shè)備。該系統(tǒng)能捕捉人耳可聽范圍內(nèi)的聲音，性能與傳統(tǒng)麥克風(fēng)相當(dāng)，同時在衣物上幾乎不可見。

研究人員表示，這種熨燙式接口可以支持的不只是剛性組件。未來的設(shè)計可能會將軟傳感器、機(jī)器人組件或嵌入式控制裝置集成到服裝中，用于健康監(jiān)測、輔助設(shè)備或交互式服裝。

雖然仍處于實(shí)驗(yàn)階段，但這一概念通過使安裝變得像熨燙貼片一樣簡單，降低了可穿戴技術(shù)的門檻。

該研究發(fā)表在《ACS應(yīng)用材料與界面》期刊上。

如果朋友們喜歡，敬請關(guān)注“知新了了”！