近日，东华大学科研人员成功研发出集无线能量采集、信息感知与传输等功能于一体的新型智能纤维，由其编织制成的纺织品无需依赖芯片和电池便可实现发光显示、触控等人机交互功能。该成果被认为有望改变人与环境以及人与人之间的交互方式，对功能性纤维开发以及智能纺织品在不同领域的应用具有重要启发意义。

“不插电”就能发光发电的纤维

当前，智能可穿戴设备已成为日常生活的一部分，并在健康监测、远程医疗、人机交互等领域发挥着重要作用。相较于传统刚性半导体元件或柔性薄膜器件等，由智能纤维编织成的电子纺织品具有更好的透气性和柔软度，但目前智能纤维开发多基于“冯·诺依曼架构”，即以硅基芯片作为信息处理核心开发各种电子纤维功能模块，如信号采集的传感纤维、能量供应的发电纤维等，复杂的多模块集成必然增大了纺织品的体积、重量和刚性。　　　　　　

该研究中，东华大学科研团队开创性地提出了“非冯·诺依曼架构”的新型智能纤维，有效地简化了可穿戴设备和智能纺织品的硬件结构，优化了它们的可穿戴性。该工作实现了将能量采集、信息感知、信号传输等功能集成于单根纤维中，并通过编织制成不依赖芯片和电池的智能纺织品。　

“不插电”就能发光发电的纤维，其中到底有怎样的奥妙呢？在我们的日常生活中，电磁场和电磁波无处不在，散布在环境中的这些电磁能量就是这种新型纤维的无线驱动力。而这些能量又是如何“传递”到纤维上面的呢？

答案就是我们的身体。该工作提出把人体作为能量交互的载体，开辟了一条便捷的能量“通道”，原本在大气中耗散的电磁能量优先进入纤维、人体、大地组成的回路，恰恰就是这一“日用而不觉”的原理，促成了“人体耦合”的新型能量交互机制。在添加特定功能材料以后，仅仅经过人体触碰，这种新型纤维就会展现发光发电的“神奇一幕”。

新型纤维的优势

据介绍，新型纤维具有三层鞘芯结构，芯层为感应交变电磁场的纤维天线（镀银尼龙纤维）、中间层为提高电磁能量耦合容量的介电层、外层为电场敏感的发光层，原材料成本低，纤维和织物的加工都已有成熟工艺。

触控发光纤维与织物、无线游戏操控的演示

在不使用芯片和电池的情况下，科研人员还通过这种新型纤维实现了织物显示、无线指令传输等功能。纤维材料改性国家重点实验室（东华大学）研究员表示，新型纤维有望运用到服装服饰等日用纺织品中，当它们接触人体时，可通过发光进行可视化的传感、交互甚至高亮照明，还能对人体不同姿态动作产生独特的无线信号，进而对电子产品进行无线遥控，这些新功能或会改变人们智慧生活的方式。

来源：山东省科协