科学家研发出嵌入织物的可穿戴电子元件

据外媒报道称，剑桥大学(UniversityofCambridge)研究人员近日研发出了可直接嵌入织物的可穿戴电子元件。据介绍，剑桥研究人员与中国江南大学合作展示了石墨烯和其他相关材料如何直接结合到织物中以生产电容器等电荷存储元件，这为可清洗的纺织品电源铺平了道路。

研究表明，石墨烯油墨可用于纺织品能够储存电荷并在需要时释放。其中油墨通过标准溶液处理技术生产，而新型纺织电子设备基于聚酯织物的低成本、可持续和可扩展的染色。在该团队此前的工作基础上，研究人员设计的墨水可以通过简单的染色工艺直接涂在聚酯织物上，该方法的多功能性适用于将各种类型的电子元件结合到织物中。

据了解，大多数其他可穿戴电子产品依赖于安装在塑料或纺织品上的刚性电子元件，这些在许多情况下与皮肤的相容性有限，在洗涤时会损坏并且因为它们不透气而不舒服。

剑桥石墨烯中心的FeliceTorrisi博士和该论文的通讯作者说：“直接将电子元件融入纺织品的其他技术生产成本高昂而且通常需要有毒溶剂因此不适合佩戴，我们的墨水价格便宜、安全且环保，可以通过简单地在织物上覆盖由二维材料制成的不同织物来组合形成电子电路。”

研究人员将单个石墨烯片悬浮在低沸点溶剂中，这种溶剂在沉积在织物上后很容易去除，从而形成由多个石墨烯片组成的薄而均匀的导电网络。随后几个石墨烯和六方氮化硼（h-BN）织物的覆盖形成了有源区这使得能够存储电荷。织物上的这种“电池”是可弯曲的，并且可以承受普通洗衣机中的洗涤循环。

来自中国江南大学作者王朝霞教授说：“使用简单的颜料，纺织品染色已经存在了几个世纪，但我们的结果首次表明，我们的流程具有可扩展性，可穿戴电子设备的技术发展在复杂性和性能方面都没有根本障碍，基于石墨烯和相关材料的油墨可用于生产可储存和释放能量的纺织品。”

剑桥研究人员所做的工作为二维材料开辟了许多商业机会，从个人健康和福祉技术到可穿戴能源和数据存储，特种服装，可穿戴计算和时尚。Torrisi说：“将纺织品转变为功能性储能元件可以开辟一套全新的应用，从体能收集和储存到物联网。未来我们的服装可以采用这些基于纺织品的电荷储存元件和电力可穿戴纺织设备。”