纳米光电在可穿戴智能应用领域必将产生巨大威力

绿林道的 · 发表于 2020-10-26 13:20:21

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　　可穿戴电子产品被视为未来电子应用领域的一个重要领域，但将严重依赖纳米材料的使用，主要原因是没有其他种类的材料具有足够的弹性、导电性和稳定性，不足以长期使用。可穿戴电子产品依靠许多不同的方面来有效地发挥作用，从电源（嵌入式或收集能源设备）、组件、传感器和监控设备之间的导电连接（因为监控是可穿戴电子设备的关键用途之一），以及将数据传输到外部分析点（如果需要）的方法。

　　虽然许多电子设备已经“可穿戴”多年了，但下一代可穿戴电子设备将使用带有内置电子设备的纺织品。下一代可穿戴电子产品广泛地围绕着电子纺织品和智能纺织品的发展。虽然目前可供使用的纺织品数量有限，但它们在监测健身和健康/医疗行业的应用方面有很大的潜力，在这些行业中，纺织品可以直接检测人体的信息并传递，从而告知培训师/医疗专业人员未来的最佳行动方案。近年来，可穿戴电子设备的各个方面都得到了很大的推动。现在有很多传感器是由纳米材料制成的，它们都非常小而且非常敏感，石墨烯已经被用作一些智能可穿戴纺织品中器件之间的有效通道，纳米物联网（IoNT）的发明现在意味着可以使用最小的数据节点和路由器来传输数据枢纽Data hub。然而可穿戴电子领域（包括电子纺织品和其他亚穿戴电子领域）的一个症结在于，如何获得足够的能量，在不需要使用集成电池的情况下，长时间为所有组件供电。

　　这些纤维包含一个包裹在聚合物纤维中的纳米材料纤维芯。纤维的核心包含三种不同的成分——中性（未掺杂）碳纳米管、p掺杂的碳纳米管和n掺杂的碳纳米管——所有这些成分都形成了一定长度的区域（并且按照规定的顺序）。分别通过PEDOT

SS和油酰胺功能化制备了不同的p-和n-掺杂区，然后将碳纳米管纤维包裹在腈纶纤维中形成完整的纤维。光纤的功能是因为它们存在的体系结构。利用这些纤维形成环状，他们创造了许多二维纺织品，包括经编、机织和纬编织物。然而这些二维模块化结构的一个重要因素是，它们可以被制造成许多三维结构而不会失去它们的发电能力。3D织物系列其中包含3D版本的2D织物Betway必威极速稳定biwn.NET线路以及具有支撑纱线的3D间隔织物和依赖于互锁弯曲纤维弹性的3D间隔织物，科学家现在已经提出了一种利用碳纳米管产生热电纤维的创新方法。然后他们用这些纤维作为模块化Modularization的基础，在纺织品内部制造一个热电发电机从身体中获取热量并将其转化为电能。

　　在织物中不同掺杂区域以串联和热并联的方式连接。在纤维的两端都有电极，使热表面和冷表面都能与纤维相连。这一点很关键，因为与身体接触的电极形成热端，而纺织品的另一端可以与大气形成冷端（并依赖于大气对流）。温度差（特别是在物理活动期间）会产生热电效应，温度差使光纤产生电压，这是因为掺杂区域中的电子和空穴电荷载流子从“热端”移动到“冷端”，从而产生过程中的电流。

翻墙v.ht/ccee · 发表于 2022-1-23 11:39:01

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