院校新闻│超薄半导体纤维将织物转化为可穿戴电子产品--南洋理工大学

新加坡南洋理工大学的科学家们开发了超薄半导体光纤,这些光纤可以编织成面料,使它们变成智能可穿戴电子产品。

为了制造出可靠运行的半导体光纤,它们必须具备柔韧性且无缺陷,以保证稳定的信号传输。然而,现有的制造方法会导致应力和不稳定性,从而在半导体核心中产生裂纹和变形,这会对它们的性能产生负面影响,并限制它们的发展。

南洋理工大学的科学家们进行了建模和仿真,以了解在制造过程中应力和不稳定性是如何产生的。他们发现,通过在纤维生产过程中仔细选择材料和采取一系列特定步骤,可以克服这一挑战。

他们开发了一种机械设计,并成功制造出了长达100米的无缺陷、头发丝般细的光纤,这表明其市场可扩展性。重要的是,这些新型光纤可以使用现有方法编织到面料中。

为了展示他们的光纤高质量和功能性,南洋理工大学的研究团队开发了原型产品。这些产品包括一顶智能便帽,通过手机应用程序上的警报帮助视力受损的人安全过马路;一件可以接收信息并通过耳机传输的衬衫,就像博物馆的音频导览一样;以及一款智能手表,其表带作为一个柔性传感器,即使在体育活动中也能贴合用户的手腕进行心率测量。 该团队相信,他们的创新是半导体光纤发展中的一个根本性突破,这些光纤超长且耐用,意味着它们具有成本效益和可扩展性,同时提供出色的电气和光电(意味着它能感知、传输和与光互动)性能。

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