千年后丝绸再放异彩，可穿戴传感器有望取得进一步发展
2017-08-24 09:17:43
作者：本网整理 来源：材料科技在线
从智能的袜子到可测量能量消耗的衣服，穿戴式身体传感器正在成为最新的“必备”技术。现在，科学家们在报告中指出，他们正在使用世界上最令人垂涎的纺织品之一的丝绸，开发出一种灵敏灵活的多功能设备，可以完成实时监控身体的功能。（下图所示为丝绸传感器）
近期，研究人员在美国化学学会第254届全国会议和展览会（ACS）上介绍他们的工作。美国化学学会是世界上最大的科学学会，迄今为止，这个协会已经广泛的展示了近9,400个科学课题。
张颖英博士说：“丝绸是制造可穿戴传感器的理想材料，并且世界上目前制作出丝绸传感器的可能性很大。我们认为丝绸最有可能被用作一个集成的无线系统，使医生可以更方便地远程监控患者，以便他们能够更迅速的回应他们的医疗需求。”
通常用半导体制成可穿戴传感器，这类传感器具有监测人体健康的巨大潜力，但这类传感器的应用具有局限性。例如，应变传感器在测量力的变化时，灵敏度和拉伸性性能不好。天然丝绸可以克服这些问题，因为它比钢更牢固且比尼龙更具韧性。纤维的质量轻且与生物体相容性非常好，但是丝绸导电性差。为了解决导电性的问题，中国清华大学的张研究员和同事们正致力于提高丝绸导电性以便使丝绸可以成功应用于人体感应装置。
研究人员决定尝试两种不同的方法。第一，它们在惰性气体环境中处理丝绸，温度范围为1112华氏摄氏度至5432华氏摄氏度，并在丝绸中掺入了具有导电性的一些石墨化颗粒的氮元素。采用这种技术，科学家们已经开发了应变传感器、压力传感器和能同时测量温度和压力的双模传感器。
在另一种方法中，研究人员将含有石墨烯或碳纳米的食物喂给蚕。这些纳米颗粒便溶入蚕吐出的丝中。 到目前为止，尽管研究人员利用这种方法没能制造出导电纤维，但仍在坚持这种技术，并希望能够研制成功。
根据初步结果，张研究员希望探索出一套基于丝绸的实现自维持功能的传感器。她还认为她的团队研究的丝绸传感器可能被用来构建更真实的机器人，这种机器人能够可感知触摸，温度或湿度，甚至可以区分不同人的声音。
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