纤维材料与可穿戴技术的融合与创新

针对目前柔性智能可穿戴领域面临的产品功能单一、续航能力低、穿着舒适性差及三维扭曲形变时与人体贴合性不佳等问题,研究了基于纺织、材料、电子、通信、生物、能源及环境等多学科交叉领域的柔性智能可穿戴纺织品,分析了纤维基柔性智能可穿戴器件的制备方法、组成结构、三维形变与性能之间的关系。综述了近年来可 穿戴技术与产品的研究进展及纤维材料在柔性应变传感器、有机电化学晶体管基生化传感器、超级电容器、微生物燃料电池等柔性智能可穿戴领域的最新应用,指出可穿戴技术与纺织材料的融合是可穿戴产品发展的必然趋势和客观需求。     

热疗纺织品热性能测试评价及传热机制研究进展

针对目前热疗纺织品的实际应用、疗效评价、使用安全性及热舒适性等问题,总结了具有热敷、热疗及其他保健作用的可穿戴产品的研究、应用及发展现状。首先,将热疗产品分为电加热、红外线发热两类,分析现阶段热疗纺织品的热性能测试及治疗疗效评估方法,分别从人体热生理实验、动物实验优缺点来阐述不同实验方法对热性能预测的影响。然后,通过可穿戴式热疗产品传热机制的研究,阐述了皮肤传热模型与纺织品传热模型的研究现状,总结了有限元模拟在人体皮肤组织及纺织品热传递研究中的应用。最后,指出在未来的研究中,应全面准确地模拟人体生物组织与纺织品的热传递系统,建立可穿戴热疗纺织品的热舒适性及治疗安全性测评标准。     

基于纺织材料的柔性外骨骼机器人研究现状

柔性外骨骼机器人凭借其便携、高效、轻量化的特点逐渐成为可穿戴机器人领域的研究热点。为了进一步探讨纺织材料与柔性外骨骼机器人的关系,首先从外骨骼机器人的应用需求出发,对刚性和柔性外骨骼机器人的优缺点及适用人群进行分析和对比;然后详细综述了涉及纺织材料的柔性外骨骼机器人的发展现状,介绍了可用于柔性外骨骼机器人的新型纺织材料;最后围绕人体运动信息检测技术、绑缚系统的安全性与舒适性以及功能性纺织技术等方面对柔性外骨骼机器人关键技术进行分析。指出纺织材料在柔性外骨骼机器人的研发与制备方面具有不可或缺的作用。     

金纳米线负载棉针织物柔性传感器制备及应用

柔性传感器具有稳定性优异、响应迅速、灵敏度高等特点,在智能可穿戴设备上具有广阔的开发前景。为满足可穿戴器件的要求,制备金纳米线,并用金纳米线溶液浸渍处理棉针织物,获得具有较好性能的传感元件。利用铜离子处理后的纱线人工绣制叉指电极,与金纳米线棉针织物复合材料组装成压阻式柔性传感器件,并将其置于人体的不同部位如手指、颈椎等部位,进行人体关节弯曲运动的传感性能测试。结果表明,所制备的压阻式柔性传感器实现了对人体关节运动过程中不同状态的实时跟踪与监测,取得了良好效果,为可穿戴柔性传感器的设计与应用提供了可行性方案。     

电发热织物在柔性可穿戴领域的应用

纺织品的舒适性、安全性和功能性日益受到重视,主动产热式柔性可穿戴电发热织物的研发具有十分重要的意义.系统阐释了构成电发热织物的主要材料及其制备工艺,分析了近年来国内外电发热材料的研发概况,比较了不同电发热材料、织物在应用和研发上存在的优缺点,并对电发热织物在柔性可穿戴领域的应用进行了展望,以期推动柔性导电纤维在智能可穿...     

柔性可穿戴技术的未来——第12期纺织科技新见解学术沙龙编后记

正柔性智能可穿戴技术是多学科交叉融合形成的新兴技术。然而,目前全球关于柔性智能可穿戴产品的相关理论、制备技术尚不成熟,真正实现柔性智能可穿戴电子技术的实际应用和产品也极少,多数研究无法克服性能缺陷或批量制备难题,产品在柔顺性、可穿戴性、美学装饰性和娱乐、信息处理、网络通信功能等方面均有待提高,智能可穿戴技术和产品的未来走向亟待引起重视。     

基于碳纤维及其织物的柔性锂电池电极研究进展

随着可穿戴技术的快速发展,对柔性锂电池的需求日益增加,将电化学性能优异的活性电极材料与柔性纳米碳基材料进行复合,是目前制备高性能柔性锂电池电极的热门研究方向。本文主要对碳纤维及其织物在锂离子和锂硫电池柔性电极材料中的研究与应用情况进行综述,总结了制备柔性复合电极材料的不同方法及其进展,包括静电纺丝技术、水热法、热处理、涂覆、磁控溅射、原子层沉积和热刻蚀等,所获得的电极材料均在某方面表现出优异性能,例如可逆容量高、循环性能优异、力学强度增强等。最后对基于碳纤维及其织物的柔性锂电池电极的未来发展提出了展望。     

绒面织物基摩擦电式压力传感器的制备及其应用

传统压力传感器普遍存在可穿戴性差、电源供电不便等瓶颈问题，限制了其在可穿戴领域的应用，因此，研发具有柔性可穿戴和自供电功能的传感器是亟需突破的新策略。受冬季绒面衣物与人体摩擦易产生静电的启发，将摩擦纳米发电技术与柔性纺织材料相结合，提出了一种基于纺织结构的新型摩擦纳米发电机。以不同绒面织物作为摩擦层材料，制备了一种摇粒绒织物基摩擦电式自供电压力传感器(f-TENG),研究绒面结构类型对摩擦电输出性能的影响规律。f-TENG的绒面结构和高比表面积赋予了其良好的可水洗、连续化生产、低成本的特点，以及出色的电输出性能(40 V,5 cm×5 cm),可以点亮50个串联的LED灯泡。f-TENG可被用于多种应用场景中，采集人体运动的能量产生电信号，展示了纺织品在自供电智能可穿戴设备方面的应用潜力。     

电加热可穿戴产品的研究进展

电加热可穿戴产品是利用电能驱动内部发热元件工作的一类服装/服饰的总称。文章基于电加热元件与服装服饰的研发、电热性能的影响因素、产品的测试与评价方法，总结分析了此类产品的发展现状与趋势，为未来相关研究提供一定参考。     

MXene基纺织品的制备及应用研究进展

MXene二维纳米材料具有优异的电学、电化学、水溶性和机械等性能，将MXene通过一定的加工方法集成到纺织品上制备得到的MXene基纺织品在柔性智能可穿戴领域具有重要的研究和实用价值。介绍了两种MXene基纺织品的常用制备方法，即涂布法和纺丝法，介绍了MXene基纺织品在抗菌、柔性压力传感器、电磁干扰屏蔽、电加热、光热转换等领域的应用，并对MXene基纺织品领域存在的不足和未来的研究方向进行展望。     

基于纤维素材料的柔性应变传感器的研究进展

近年来柔性应变传感器发展迅速,目前在个性医疗、运动监测、智能可穿戴等领域均有着广泛应用。随着资源短缺、环境污染等问题的加剧,制备清洁绿色的柔性传感器成为研究热点。纤维素材料以其自身储量丰富、可降解再生、易加工成多种结构等优势,为柔性应变传感器的制备和性能提升提供了新的发展方向。本文对近些年以纤维素材料制得的柔性应变传感器的研究进行了总结,包括此类传感器的制备材料、性能改良和应用前景,以期为纤维素基柔性应变传感器的研究提供参考。     

智能可穿戴柔性压力传感器的研究现状与发展趋势

探讨国内外可穿戴柔性压力传感器的研究进展。分析当前柔性压力传感器的缺陷和在智能纺织品中应用的局限性因素。系统阐述柔性织物基压力传感器的制备、工作原理、结构、工艺与性能,重点探讨柔性织物基压阻式、电容式、压电式压力传感器和三维织物基压力传感器的传感性能,总结柔性织物基压力传感器开发、应用研究中需要解决的问题。结果表明,柔性织物基压力传感器及其结构的创新研究在智能可穿戴领域具有推动性作用。     

柔性超级电容器中的碳基电极材料与印刷工艺研究

正当今,随着经济的不断发展,人们不断追求更舒适便利的生活,对便携式柔性可穿戴产品需求不断增加,大大刺激了柔性能量存储系统的开发。超级电容器由于有着高的功率密度、高充放电速率、长循环寿命等特点,得到了人们的关注。制备高性能柔性超级电容器,电极材料与制备工艺的选择至关重要。碳基材料因其优良的导电性、电化学活性、易功能化等特点,被广泛选择与应用。印刷技术作为一种工艺简单、适应性广的增材制造技术,一定程度上克服了传统光刻等工艺所存在的流程复杂,高成本、低效率等问题。本文将对超级电容器的工作原理、碳基电极材料的选择以及常用印刷制备技术进行浅析。     

纤维基可穿戴电子设备的研究进展

为促进纤维基柔性可穿戴电子产品的发展,推动柔性可穿戴电子产品的更新换代,带动传统纺织服装行业的转型升级,归纳了近几年柔性纤维基可穿戴电子设备的研究进展,并对其进行系统分类,包括传感器、能量收集储存设备和其他功能性电子设备;讨论了目前纤维基可穿戴电子设备中存在的问题和面临的困境;指出多领域交叉综合、电子集成以形成系统、对人体安全无危险、可洗且穿着舒适是柔性纤维基可穿戴电子设备的发展趋势,而基于纤维或纱线基的柔性可穿戴电子设备将成为下一代多功能柔性可穿戴电子产品的发展重点。     

可穿戴技术在纺织服装中的应用研究进展

为促进可穿戴技术与智能纺织服装领域的融合及产业化发展,系统介绍了近年来国内外关于可穿戴设备的材料、制备方法与工艺及其特点。针对目前可穿戴技术在纺织服装领域的研究现状,介绍了可穿戴设备的发展历程及其柔性化进程,对纺织服装领域用可穿戴设备进行了分类;详细阐述了信号感测、收集与传输装置、能量收集与管理装置、纺织天线等典型柔性可穿戴设备的发展现状;最后讨论了目前可穿戴设备存在的一些问题,并对其未来的发展趋势和前景进行展望。     

智能服装用石墨烯/聚合物柔性传感器研究进展

回顾了国内外石墨烯/聚合物柔性传感器研究进展，总结了其制备技术、性能特点，归纳了将其集成于服装中开发智能服装的设计需求、应用现状及技术要点。最后指出，未来需要通过提升复合材料制备技术以及传感器封装工艺来构建灵敏度高、响应迅速、性能稳定的柔性传感器，还需要探究其与服装载体的集成方式，以实现功能性与舒适性相兼容，并进一步基于智能服装构建人体生理信号监测模型，发挥石墨烯/聚合物柔性传感器的实际应用价值。     

基于柔性应变传感器的人体下肢运动监测分析

针对可穿戴智能纺织品对于柔性可拉伸传感元件的需求,探讨柔性应变传感器在人体运动监测领域的可行性。以下肢跑步运动为例,选取大腿前中、大腿外侧偏上以及膝上3个位置放置柔性传感器,对跑步运动进行监测,利用传感器采集到的应变-电阻变化信息获取人体下肢运动状态。运动测试结果表明,随着人体跑步运动速度的变化,柔性传感器产生不同的拉伸变形,传感器应变-电阻变化与实际体表拉伸产生的形变趋势相同,其中放置于不同位置上的传感器产生的电阻变化差异能够较好地用于表征人体下肢运动强度、运动周期数等。完成了智能跑步运动裤的基础原型制作,并验证了可穿戴式柔性传感器用于人体下肢运动监测的可行性。     

热电材料在柔性可穿戴智能纺织品中的应用

为满足柔性可穿戴智能纺织品的供电需求,总结了热电材料的应用情况。介绍了热电材料的热电效应原理,综述了有机、无机及其复合热电材料在柔性可穿戴智能纺织品中的应用。指出,改进碳纳米管掺杂改性方法,匹配合理的有机、无机热电材料是未来的研究方向。     

智能服装用银纳米线柔性传感器的研究进展

阐述柔性传感器导电部分银纳米线的制作方法,主要包括多元醇法、热溶剂法、紫外线辐照法、光还原技术、电沉积工艺、DNA模板法、多孔材料模板法和湿化学法,并介绍银纳米线在导电聚合物中的应用。阐述柔性传感器的特性和研究现状,以及柔性传感器在智能服装中的实际应用,指出柔性应变传感器可将人体各部位的运动信号转换为电信号输出,进而再对信号进行处理,在可穿戴式保健系统和人机交互中有很大的应用潜力。该研究对柔性传感器的开发有一定的指导意义。     

纤维素基湿度响应形状记忆材料的研究进展北大核心

纤维素制备的湿度响应形状记忆智能材料在湿度传感器、智能穿戴组件、医用植入材料、柔性电子设备等领域具有重要的应用前景。本文综述了纤维素基湿度响应形状记忆材料的形变机理及研究现状，并提出了目前研究面临的问题及材料性能的优化策略。最后，展望了纤维素形状记忆材料未来的发展方向，为后续针对性地精准构筑高湿度敏感性、快速响应、形变稳定的全生物降解型纤维素基形状记忆材料提供借鉴。