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简讯

2021-05-25

中国纤检 2021年5期
关键词:感受器触觉纺织品

柔性织物显示技术让衬衫瞬间变屏幕

你能想象在穿的衣服上收发讯息、地图导航、浏览信息吗?这样的科幻场景由我国科学家实现了。复旦大学科研团队发明了一种新的全柔性织物显示系统,这一世界领先成果3月11日在国际权威期刊《自然》主刊上发表。

这是一件普通校服,通电之后校徽图案就可被点亮。秘诀就是这些最细的直径不到半毫米的线,可以织进不同衣服,并形成一个特殊的织物显示系统,让衬衫变身电子屏。这种像衣服一样超级柔软的显示技术,是复旦大学彭慧胜、陈培宁团队深耕10余年的成果,目前已在一些日常生活领域推广。

从稳定发光到构建织物显示系统,彭慧胜团队又研制出两种不同功能的纤维,在织物编织中两种纤维作为经纬线,在每个交叉点形成发光单元,类似于电脑显示器的一个个像素点,从而形成动态显示效果。同样神奇的是,它还可经过上百次洗涤而性能不减。(来源:中国妇女报)

高性能纤维复合材料也能用于制备人工周围感觉神经器件

近日,来自中国与新加坡的科学家展示了一种高性能纤维复合材料,该材料由碳纳米管、聚酯纤维和橡胶体组成,可以作为关键成分为人工周围感觉神经系统构建出不同的人工外感受器和本体感受器。通过巧妙的结构设计,两种感受器都具有出色的可拉伸性,快速的响应时间。通过与柔性电路结合,该人工周围感觉神经器件可以精确地检测不同关节的弯曲变化,用于虚拟钢琴音量调节、无线打字、娱乐交互等。这为高性能多功能集成化人工周围感觉神经系统的研究提供了重要样本,为智能假体和软体机器人的发展奠定了重要的感知基础。

周围感觉神经系统包括外部感觉和本体感觉。当与外部物体相互作用时,周围感觉神经系统为身体提供必要的感觉信息,以做出决定。外感受器是人体的感觉组织或身体的一部分,例如眼睛、耳朵、鼻子或皮肤,可以识别身体受到的外部刺激。外部环境中的这些不同刺激(包括光、声音、气体和压力)可以通过不同的外感受器转换为感觉神经冲动,然后从传入神经转移到相应的感觉中枢以产生不同的感觉。通过外感受器,人体会产生外部感受,从而了解外部物体的特征。本体感受器也是一种感觉组织,分布在血管、皮肤或肌肉等位置,可提供有关身体运动的信息、肢体及其他器官的位置和状态。肌肉张力和压力以及关节的弯曲程度可以通过不同的本体感受器转换为神经冲动。随后,大脑皮层可以通过神经通路和脊髓接收神经冲动。通过这种方式,人们会产生本体感受。

研究内容以“An artificial peripheral neural system based on highly stretchable and integrated multifunctional sensors”为题发表在最新的《Advanced Functional Materials》上。(来源:纺织导报官微)

青岛大学在智能可穿戴电子织物研究取得重要进展

近期,青岛大学智能可穿戴技术研究中心曲丽君、田明伟团队在先进材料TOP期刊《Nano Energy》(影响因子16.602)发表题为“Flexible All-textile Dual Tactile-tension Sensors for Monitoring Athletic Motion During Taekwondo”关于智能电子织物的学术论文,青岛大学、华中科技大学、深圳大学三方交叉学科合作,智能可穿戴技术研究中心、纺织服装学院硕士研究生马玉龙、华中科技大学欧阳静宇为共同一作,田明伟教授、曲丽君教授与华中科技大学陶光明教授为共同通讯作者。

在武术与搏击等激烈体育运动中,运动员会做出各种幅度的动作以及受到外力的打击,而研究多尺度人体空间运动与受力内在的关系是科学纠正运动形式的关键问题。目前,用于体育运动监测的大多数电子纺织品只是将单一功能的离散传感器集成组装,以分析人体动作变化或外界打击力。

针对智能织物很难同步多信号感知的问题,本论文提出了采用纺织结构设计策略,研究了一种双感知智能纺织品,采用传统的纺织包芯纱与机制织工艺,集成的双感知智能织物可以通过压阻和电容原理实时监测触觉和张力刺激。该集成系统对大范围变形(检测范围约90%)和重击(高达约110 kPa)具有良好的传感响应,具有良好的耐久性(约100000次拉伸和压缩循环)、良好的透湿性和透气性。本工作提出的智能织物可实时监测双重触觉和张力运动,在体育用可穿戴领域具有巨大潜力。(来源:青岛大学)

麻省理工学院研发出能监控坐姿、可感知外界压力的触觉纺织品

目前的可穿戴设备多以具备部分计算功能、可连接手机及各类终端的便携式配件形式存在,比如手表、眼镜、头盔等,来自麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室(CSAIL)研究团队的最新成果将改变这一现状。该团队研发出了一款可用于获取人体信息,比如监控坐姿、动作或感知外界压力等的触觉纺织品。

这款触觉纺织品使用了廉价的同轴压阻纤维(涂有压阻纳米复合材料的导电不锈钢线),依靠自动化涂层技术生产而成。由于使用了数字化针织技术,该功能性纤维可以被制作成各式各样的衣物。

为了测试触感系统的精度和可靠性,研究人员用该触觉纺织品制造了袜子、手套和背心等不同类型衣物。试验发现,人工智能驱动的传感织物可以成功分辨出人的坐姿、动作以及其他与环境的交互,并且可以重现人体动态的全身姿势。该触觉纺织品展示了它在环境空间信息采集和探索生物力学特征等领域的应用潜力,也意味着它将有多种应用场景。

利用该触觉纺织品制成的衣物可用于医疗康复治疗和运动训练。当病人穿上使用触觉纺织品制成的衣物,医生或家属便可以轻易监控病人的健康状况。当病人摔倒或失去知觉时,也能被立即发现。在运动训练中,用该触觉纺织品制成的背心还可以监测穿着者的姿势和运动轨迹。运动教练可以根据穿着者的运动姿势提出相应的改善建议,经验丰富的运动员甚至可以使用它来记录和分析自己的姿势。(来源:纺织导报官微)

“复合涂层金属梳理针布关键技术研究”通过科技成果鉴定

2021年3月28日,受中国纺织工业联合会委托,中国纺织机械协会在福建尤溪组织召开了由光山白鲨针布有限公司、东华大学、福建隆源纺织有限公司完成的“复合涂层金属梳理针布关键技术研究”项目科技成果鉴定会。

与会专家实地考察了福建隆源纺织的生产使用现场,查看了样品,听取了项目的技术研究及用户使用等报告,审查了其他相关资料,经过质询和讨论,该项目主要创新点为:1.根据纤维的种类和特性,设计不同的针布齿形,并对几何尺寸进行优化,显著提升了针布的梳理效果;2.采用等离子加工处理,实现了锥齿棱边圆弧化和齿尖厚度的减小,使得分梳过程对纤维的损伤大大减轻,棉纤维短绒率降低0.5%以上;3.采用复合涂层渗透技术,在针布表面涂覆超硬耐磨材料,定点提高了金属针布的第二点硬度,降低了表面粗糙度,使得针布耐磨和耐腐蚀寿命较同类产品提高一倍以上。该项目技术具有自主知识产权,已公开发明专利一件,授权实用新型专利7件。该项目产品经国家纺织器材质量监督检验中心检测,技术性能指标符合行业标准规定的要求。在纺纱工厂实际使用中,梳理质量稳定,使用寿命显著提高,受到用户好评。(来源:中国纺织机械协会)

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