一个由科学家组成的国际团队已经制造出一种全编织的智能纺织品显示屏，它集成了有源电子、传感、能量和光子功能。这些功能直接嵌入到纤维和纱线中，这些纤维和纱线采用基于纺织的工业流程制造。
由剑桥大学领导的研究人员说，他们的做法可能会导致听起来像科幻电影的应用：窗帘也是电视、能量采集地毯、互动式、自供电的服装和织物。
这是第一次使用完全基于纤维的制造方法将可扩展的大面积复杂系统集成到纺织品中。他们的研究结果发表在《自然通讯》杂志上。
尽管智能纺织品的开发最近取得了进展，但其功能、尺寸和形状仍受到当前制造工艺的限制。
通过传统的纺织或针织工艺将特殊纤维融入纺织品，意味着它们可以融入日常用品中，这开辟了一个巨大的潜在应用范围。然而，到目前为止，这些纤维的制造一直受到尺寸限制，或者该技术与纺织品和织造工艺不兼容。
为了使这项技术与织造兼容，研究人员在每种纤维组件上涂上能够承受足够拉伸的材料，以便它们可以用于纺织制造设备。该团队还编织了一些基于纤维的组件，以提高其可靠性和耐用性。最后，他们使用导电粘合剂和激光焊接技术将多个纤维组件连接在一起。
通过将这些技术结合起来，他们能够通过标准、可扩展的纺织制造工艺将多种功能整合到一大块机织物中。
由此产生的织物可以用作显示器，监控各种输入，或储存能量供日后使用。这种织物可以检测射频信号、触觉、光线和温度。它也可以卷起，因为它是用商业纺织制造技术制造的，所以可以用这种方法制造大卷的功能性织物。
研究人员表示，他们的原型显示器为下一代电子纺织品在智能节能建筑、物联网（IoT）、分布式传感器网络和交互式显示器等领域的应用铺平了道路，这些应用在与织物集成时具有灵活性和可穿戴性。
剑桥大学工程系的金正民教授（Jong min Kim）说：“我们的方法建立在微纳米技术、先进显示器、传感器、能源和技术纺织制造的融合之上。”金正民教授与路易吉·奥奇潘蒂（Luigi Occhipinti）博士和曼尼什·乔瓦拉（Manish Chhowalla）教授共同领导了这项研究。“这是朝着在日常应用中充分利用可持续、方便的电子纤维和电子纺织品迈出的一步。这只是开始。”
“通过集成基于光纤的电子、光子、传感和能源功能，我们可以实现一种全新的智能设备和系统，”同样来自剑桥大学工程系的Occhipinti说。“通过充分发挥纺织制造业的潜力，我们很快就能看到智能、节能的物联网设备，它们可以无缝集成到日常用品和许多其他行业应用中。”
研究人员正在与欧洲合作者合作，使这项技术可持续并可用于日常物品。他们还致力于将可持续材料整合为纤维组件，提供一种新的能源纺织系统。他们的柔性和功能性智能织物最终可以制成电池、超级电容器、太阳能电池板和其他设备。
这项研究部分由欧盟委员会和英国研究与创新委员会（UKRI）下属的工程和物理科学研究委员会（EPSRC）资助。
参考文献：H.W.Choi等人，“用于大规模智能家居和物联网应用的带多功能光纤设备的智能纺织照明/显示系统。”《自然通讯》（2022年）。内政部：10.1038/s41467-022-28459-6