未來人類將把計算機「織」入衣服裡

　　

　　近日，刊發於《自然》雜誌官網的一篇文章顯示，哈佛大學的研究人員開發出了一種超靈敏、彈性極強、可嵌入到紡織品和柔性機器人系統中的應變傳感器，由其組裝的智能織物可在大部分情況下保持原狀。舉例來說，由這種智能織物製成的衣物，不僅可以讓人們把計算機「穿」在身上，而且在無數次清洗、拉扯後依舊能夠正常使用。
　　據英國劍橋大學預測，2022年採用智能紡織品的可穿戴產品市場將達到700億美元。在智能織物領域的研究中，織物電子技術佔有重要席位。此前在香山科學會議召開的學術討論會中，相關專家專門探討了織物電子、傳感和計算的學術前沿、核心技術與應用展望。
　　「織物電子是一種在纖維或纖維集合體（或面料）維度上生成電路、傳感（執行）、能量、計算和通信器件的電子技術。」電子科技大學移動計算中心教授陳東義表示，「以織物電子為支撐理論和技術的智能織物與服裝將驅動人類社會邁向泛智能時代，重構人類生活和生存方式，催生新興戰略產業。」
　　據了解，織物電子是基於技術演進提出的新概念，涉及電子織物在傳感執行和計算上的功能實現等領域，與柔性電子等有著明顯差異。「柔性電子是將有機或無機材料電子器件製作在柔性或可延性塑料或薄金屬基板上，通常包含電子元器件、柔性基板、交聯導電體和黏合層等4個部分，主要採用『印刷』的方式實現。」陳東義說，「但是，織物電子可以採用有機、無機和蛋白纖維材料為原料，還能夠使用編織、刺繡、針織、熔噴與黏合等工藝。」
　　在織物電子技術中，最核心的組成部分就是織物電子器件。「織物電子器件是指具有產生、傳輸、調製和測量電子功能的纖維或纖維集合體（紗線和織物等）。」香港理工大學智能可穿戴研究中心陶肖明教授說，織物電子器件有兩類，一類用具有電子功能的材料直接生成纖維、紗線或織物，另一類用微電子器件如晶片結合於纖維中再形成多功能織物。織物電子器件具有柔性、大面積、三維變形、輕盈、透氣、穿著舒適等優勢。
　　現實情況是，我們目前所能接觸到的智能織物主要是把智能器件鑲嵌在鞋子或衣服上，然而這並不是織物電子的終極追求。
　　「目前織物電子的發展還處於初始階段，傳統電子領域產品開發依然佔據主導地位，因此大多數智能服裝研究主要專注於如何將器件和模塊縫製或嵌入到衣服中，以及如何增強可靠性、牢固性等技術問題，而忽視了纖維和織物電子研發與加工技術問題。」陳東義指出。
　　陶肖明認為，織物電子技術能夠結合傳統紡織品的舒適性、外觀和電子產品的功能性、連接性，無疑極具市場潛力。但是可靠性、交叉兼容性、設備適用性、材料可用性和間接成本等方面的挑戰，一直阻礙著織物電子產品的商業化進程。
　　陳東義提到，織物電子可以從納米材料和結構上尋找突破；傳統電子、柔性電子和織物電子的結合是近期智能織物與服裝產品化的重要途徑。（來源/科普中國 濟南市科學技術協會供稿）