신소재: 발광섬유 전원 없이 발광 연구 제작 성공

너는 상체를 입으면 빛이 나고 발전하는 섬유를 본 적이 있니?스마트 웨어러블 기기에 대해 당신은 그것들이 어떤 신기한 기능을 가져올 수 있기를 기대합니까?

동화대학교 재료과학과 공정학원 선진기능재료과제팀은 ≪ 과학 ≫ 에 주목할만한 연구성과를 발표했다.

이 연구는'인체 결합'에 기반한 에너지 인터렉션 메커니즘을 제시하고 무선 에너지 수집, 정보 감지 및 전송 등의 기능을 일체화한 신형 스마트 섬유를 성공적으로 개발했다.이런 섬유로 짜서 만든 스마트 방직품은 칩과 배터리에 의존하지 않고도 발광 디스플레이, 터치 등 인간과 컴퓨터의 인터렉션 기능을 실현할 수 있다.

이 획기적인 성과는 사람과 환경의 지능적인 상호작용에 새로운 가능성을 열어주었으며 광범한 응용전망을 갖고있다.

스마트 웨어러블 기기는 점차 사람들의 생활의 일부가 되고 있다.현재 스마트 섬유의 개발은 대부분"폰 노이만 아키텍처"에 기반하고 있으며, 이는 스마트 섬유가 여전히 칩과 배터리에 의존하고 있음을 의미합니다.이것은 제품의 부피, 무게와 강성을 크게 하여 사람들이 방직품의 기능성과 편안함에 대한 수요를 동시에 만족시키기 어렵게 한다.

동화대학 과학연구팀은"비폰 노이만구조"의 신형의 지능섬유를 선구적으로 제기하여 웨어러블설비와 지능방직품의 하드웨어구조를 효과적으로 간소화하고 웨어러블성을 최적화시켰다.

이 연구는 에너지 수집, 정보 감지, 신호 전송 등의 기능을 단일 섬유에 통합하고 편직을 통해 칩과 배터리에 의존하지 않는 스마트 방직품을 만드는 것을 실현했다.

"플러그인을 하지 않고"발광하여 발전할수 있는 섬유는 도대체 어떤 오묘함이 있는가?일상생활에서 환경에 흩어져 있는 전자기 에너지는 또 어떻게 섬유에"전달"됩니까?

이 연구는 인체를 에너지 인터렉션의 담체로 삼아 편리한 에너지'통로'를 개척할 것을 제안했다.원래 대기에서 소모되였던 전자기에네르기가 우선적으로 섬유, 인체, 대지로 구성된 회로에 진입하는것은 바로 이"일용해도 깨닫지 못하는"원리로서"인체결합"의 신형의 에네르기상호작용메커니즘을 촉진시켰다.

특정 기능 재료를 첨가한 후 인체의 터치만 거치면 이 신형 섬유는 발광 발전의"신기한 장면"을 보여준다.

"이 신형 섬유는 세 겹의 칼집 구조를 가지고 있으며, 모두 시중에서 비교적 흔히 볼 수 있는 원자재를 사용한다.심층은 감응 교차 전자장의 섬유 안테나 (은도금 나일론 섬유), 중간층은 전자기 에너지 결합 용량을 높이기 위한 개전층, 외층은 전장의 민감한 발광층이다.원자재 원가가 낮고 섬유와 직물의 가공이 모두 성숙한 공정으로 가능해 이미 양산 능력을 갖추고 있다"고 말했다.론문의 제1저자인 동화대학 재료과학과 공정학원 박사연구생 양위봉은 이렇게 말했다.

이 연구는 또한 칩과 배터리를 사용하지 않고 섬유 터치 발광, 직물 디스플레이 및 무선 명령 전송 등의 기능을 구현하는 인체 결합 원리에 기반한 스마트 섬유의 몇 가지 응용을 보여줍니다.

허우청이 동화대 섬유재료 변성 국가중점실험실 연구원은"이런 신형 섬유는 의류 의류, 포예 장식 등 일용 방직품에 활용될 수 있다.인체와 접촉할 때, 그것은 발광을 통해 시각화된 센싱, 인터렉션 심지어 하이라이트 조명을 진행하며, 동시에 인체의 다른 자세 동작에 무선 신호를 생성하여 스마트 가전 등 전자 제품에 대해 무선 원격 조종을 진행할 수 있다.이런 새로운 기능들은 전자제품의 응용장면을 확장하고 심지어 사람들의 지혜생활방식까지 개변시킬수 있다.»

과제팀장인 왕훙즈 교수는 앞으로 이런 신형 섬유가 공간에서 에너지를 더 효과적으로 수집할 수 있도록 하는 방법을 깊이 연구하고 이를 통해 디스플레이, 변형, 연산, 인공지능 등 더 많은 기능을 구동할 것이라고 말했다.