【世界新要聞】首個嵌入織物的纖維泵制成，或改變可穿戴技術(shù)游戲規(guī)則|總編輯圈點(diǎn)
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纖維泵編織成織物。圖片來源：瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院軟傳感器實(shí)驗(yàn)室
科技日報(bào)記者?張佳欣
許多基于流體的可穿戴輔助技術(shù)需要將一個大而嘈雜的泵整合到衣服中，這導(dǎo)致可穿戴設(shè)備與不可穿戴的泵捆綁在一起。現(xiàn)在，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院研究人員開發(fā)出世界上第一臺纖維形式的泵，這種光纖泵可被直接縫合到紡織品和服裝上，重量輕，功能強(qiáng)大，還可水洗。這項(xiàng)創(chuàng)新可應(yīng)用于從外骨骼到虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域，或?qū)⒏淖兛纱┐骷夹g(shù)的游戲規(guī)則。論文發(fā)表在最新一期《科學(xué)》雜志上。
新研究是在研究人員2019年開發(fā)的可伸縮泵基礎(chǔ)上進(jìn)行的。光纖形式使研究人員能夠制造更輕、更強(qiáng)大的泵，與可穿戴技術(shù)更兼容。光纖泵使用電荷注入電流體動力學(xué)的原理，在沒有任何移動部件的情況下產(chǎn)生流體流動。嵌入泵壁的兩個螺旋電極對一種特殊的非導(dǎo)電液體的分子進(jìn)行電離和加速。離子運(yùn)動和電極形狀產(chǎn)生凈正向流體流動，從而實(shí)現(xiàn)安靜、無振動的操作，并且只需要手掌大小的電源。
為了實(shí)現(xiàn)泵的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，研究人員開發(fā)了一種新的制造技術(shù)，將銅線和聚氨酯線纏繞在鋼棒上，然后將它們熱熔化。去除鋼棒后，可使用標(biāo)準(zhǔn)編織和縫紉技術(shù)將2毫米纖維整合到紡織品中。這種泵本質(zhì)上是一種能產(chǎn)生自身壓力和流量的管道。
該泵的簡單設(shè)計(jì)具有許多優(yōu)點(diǎn)。所需的材料便宜且容易獲得，擴(kuò)展制造過程也比較輕松。由于泵產(chǎn)生的壓力大小與其長度直接相關(guān)，因此可根據(jù)應(yīng)用情況對管道進(jìn)行切割，從而在優(yōu)化性能的同時將重量降至最低。堅(jiān)固的設(shè)計(jì)也使其適用于傳統(tǒng)的洗滌劑清洗。
論文還描述了由織物和嵌入式纖維泵制成的人造肌肉，這種肌肉可用來為柔軟的外骨骼提供動力，幫助患者移動和行走。該泵甚至可通過模擬溫度感覺為虛擬現(xiàn)實(shí)世界帶來新的維度。在這種情形下，用戶戴著一只手套，手套上的泵裝滿了熱的或冷的液體，用戶能夠感受到與虛擬物體接觸時溫度的變化。
總編輯圈點(diǎn)
新一輪科技革命風(fēng)起云涌，歷史悠久的紡織行業(yè)也開始向智能化、綠色化、高端化迭代升級。在航空航天、交通、深海探測、醫(yī)療防護(hù)等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，應(yīng)用各種前沿技術(shù)的高性能纖維，不再是人們眼中傳統(tǒng)的紡織品，而是華麗轉(zhuǎn)身成為“新型材料”。方興未艾的智能可穿戴技術(shù)，更是為紡織品的創(chuàng)新應(yīng)用打開一扇全新的大門。通過與輕巧便攜的電子元器件相結(jié)合，紡織品正展示出更多令人刮目相看的特性。
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