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以智慧紡織布料打造更智慧、耐用感測器

智慧衣料可監測人體呼吸來觀察身體健康狀況。Hexoskin

利用導電紗線,或是以印刷或整合等方法為紡織品增加電子功能,都能兼顧並提升紡織品的舒適度、防護品質和美觀程度。

據Electronics360報導,不同於過往穿戴式技術,由於感測器和電路會直接整合到衣服或塗層,智慧紡織品不需要PCB或其他笨重的零組件。將感測器以單獨或陣列形式導入紡織品,為感測器開發打開了材料和製造方法的創新空間。

此外,重複彎曲通常會導致金屬塗層形成細微裂紋而損耗功率,不過若在傳導性紡織品中添加鞣酸,則可改善觸覺感測器的機能和壽命。

汗液感測器

南韓研究人員使用彈性自我修復絲線設計監測汗液的感測器。碳纖維織入自我修復聚合物複合材料,並附加在頭帶等穿戴式配備上,可精確測量鉀和鈉離子。

加州理工學院也設計了一種穿戴式汗液感測器,透過雷射蝕刻塑膠片,形成具微孔的3D石墨烯結構,可以分析汗液中的皮質醇做為壓力等級的指標。

大環境互動介面

智慧材料也能體現在實際環境,如SprayableTech系統可建立房間大小的感測器與顯示器互動式介面。

麻省理工學院(MIT)則開發功能性墨水噴槍,結合銅、介電質、磷、銅排和透明導體層,實現用於控制家電和個人電子裝置的互動式沙發,以及透過牆壁調整照明和室溫。

感測布料

瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)發明纖維狀感測器,可以同時檢測伸縮、受壓和扭曲等變形狀態下的織物,可應用於不常見的材料,例如彈性體(Elastomer)或做為導體的液態金屬。

透過檢測胸、腹部運動來測量肺功能的智慧衣準確度已堪比傳統檢測設備。Hexoskin使用內嵌紡織品的呼吸感應描記法(RIP)胸腹腔感測器,監測呼吸健康狀況,並使用三軸加速計來監測日常和睡眠活動。結合人工智慧(AI)、機器學習軟體,有助評估疫情患者居家療養的風險。


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