未来智能穿戴将电脑编织成纤维

11月中旬，《自然》杂志官网发表文章显示，哈佛大学研究人员开发出一种超灵敏、极具弹性的应变传感器，可嵌入纺织品和柔性机器人系统中。 组装好的智能织物在大多数情况下都能保持原位。 例如，用这种智能面料制成的服装不仅可以让人们把电脑“戴”在身上，而且在经过无数次的洗涤和拉扯后仍然可以正常使用。

据英国剑桥大学预测，2022年采用智能纺织品的可穿戴产品市场将达到700亿美元。在智能织物领域的研究中，织物电子技术占据重要地位。 在香山科学大会历届学术研讨会上，有关专家专门探讨了织物电子学、传感与计算的学术前沿、核心技术和应用前景。

颠覆传统面料概念

在光纤级构建集成电路

“纺织电子学是一种在纤维或纤维聚集体（或织物）维度上生成电路、传感（执行）、能源、计算和通信设备的电子技术。” 电子科技大学移动计算中心教授陈东毅表示，“基于纺织电子学理论和技术的智能面料和服装将推动人类社会迈向泛智能时代，重构人类生活方式和生存方式，催生战略性新兴产业。”

据了解，织物电子是基于技术演进的新概念，涉及电子织物在传感执行和计算方面的功能实现，与柔性电子有显着区别。 “柔性电子是在柔性或延展性塑料或薄金属基板上生产有机或无机材料电子器件。通常包括电子元件、柔性基板、交联导体和粘合层四部分。它主要采用‘印刷’”可以通过多种方式实现。”陈东一说，“不过，织物电子可以采用有机、无机、蛋白纤维材料为原料，也可以采用编织、绣花、针织、熔喷、粘合等工艺。 ”

在织物电子技术中，核心部件是织物电子器件。 “纺织电子器件是指具有产生、传输、调制和测量电子功能的纤维或纤维集合体（纱线和织物等）。” 香港理工大学智能穿戴研究中心陶晓明教授表示，纺织电子器件有两类，一类是利用具有电子功能的材料直接生成纤维、纱线或织物，另一类是利用微电子器件，如将切片集成到纤维中以形成多功能织物。 织物电子器件具有柔性、大面积、三维变形、轻便、透气、佩戴舒适等优点。

考虑电子设备的功能性和可穿戴性

是纺织电子发展的最大瓶颈

现实情况是，我们目前能接触到的智能织物主要包括嵌入鞋子或衣服中的智能设备。 然而，这并不是织物电子的终极追求。

“织物电子的发展仍处于起步阶段，传统电子领域的产品开发仍占主导地位。因此，大多数智能服装研究主要集中在如何将器件和模块缝制或嵌入到衣服中，以及如何增强可靠性， “坚固耐用。性等技术问题，而忽略了纤维和织物电子研发和加工的技术问题。” 陈东一指出。

陶晓明认为，纺织电子技术可以将传统纺织品的舒适性、外观与电子产品的功能性、连接性结合起来，无疑具有巨大的市场潜力。 然而，可靠性、交叉兼容性、设备适用性、材料可用性和管理成本等挑战阻碍了织物电子产品的商业化。

“纺织电子器件或系统的形成需要应用传感技术、数据传输与存储技术、数据显示技术、供能技术、连接技术等。如何在兼顾电子器件功能性和可靠性的同时，保持电子器件的功能性和可靠性？织物优异的耐磨性能，是目前织物电子发展的最大瓶颈。” 陶晓明说。

她认为，理想的纺织电子器件或系统的功能材料结构和性能仍存在一系列挑战。 “阻碍纺织电子系统发展的主要原因是器件性能不足、生产加工一致性低、缺乏系统研究和标准。”

除了需要材料满足特定的机械和化学性能要求同时实现电气性能外，纺织电子学的发展还面临许多挑战，例如在织物和纤维层面构建传感、计算设备或集成电路。 ，目前还没有成熟的设计自动化和分析工具； 此外，电子织物对制造环境要求严格，目前缺乏技术标准、检测方法、制造设备。

对此，陈东一提到，织物电子可以从纳米材料和结构上找到突破； 传统电子、柔性电子和织物电子的结合是不久的将来智能织物和服装商业化的重要途径。 （记者刘媛媛）