首頁(yè) 資訊清華大學(xué)張瑩瑩課題組ACS Nano展望論文：面向健康管理的智能纖維與織物

清華大學(xué)張瑩瑩課題組ACS Nano展望論文：面向健康管理的智能纖維與織物

來(lái)源：泰然健康網(wǎng) 時(shí)間：2024年12月10日 12:35

??作為人類文明的象征之一，纖維和織物伴隨了人類幾千年的發(fā)展歷程（圖1）。纖維的直徑通常為幾微米到幾百微米，具有很高的長(zhǎng)徑比。從幾千年前進(jìn)入人類生活的蠶絲、棉、麻等天然纖維，發(fā)展到如今現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)的化工纖維，纖維在日常生產(chǎn)和生活中無(wú)處不在，它們可以被制作成紡織品，用于服裝或結(jié)構(gòu)材料，不僅可用于人體穿戴起到防護(hù)、保暖和裝飾作用，還可用于航空、建筑、醫(yī)療保健等諸多領(lǐng)域。

圖1 纖維和織物的發(fā)展歷史：過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)。

??近年來(lái)，具有傳感、致動(dòng)等功能的智能纖維和織物正在逐漸登上歷史舞臺(tái)。隨著人類文明的進(jìn)步，社會(huì)對(duì)柔性可穿戴電子技術(shù)的需求日益增長(zhǎng)。柔性可穿戴電子產(chǎn)品可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)人體生理信號(hào)、運(yùn)動(dòng)信息和環(huán)境信息，服務(wù)于智慧醫(yī)療與個(gè)人健康管理。傳統(tǒng)的電子設(shè)備通常體積大、柔性差，不能滿足可穿戴智能產(chǎn)品的要求。與之相比，纖維和織物具有柔軟、透氣、輕質(zhì)等特點(diǎn)，是可穿戴電子產(chǎn)品的理想形態(tài)。因此，近幾年智能纖維和織物的發(fā)展吸引了全球科技工作者和產(chǎn)業(yè)界的大量關(guān)注。

??智能纖維和織物是指具有傳感、致動(dòng)、通訊、適應(yīng)、記憶、自修復(fù)、學(xué)習(xí)、能量管理（收集或儲(chǔ)存）等功能的纖維和織物。智能纖維和織物的發(fā)展是紡織技術(shù)與化學(xué)合成、材料科學(xué)、電子、信息、人工智能等諸多領(lǐng)域交叉融合的結(jié)果。通過(guò)將傳統(tǒng)纖維或織物進(jìn)行物理或化學(xué)修飾，或?qū)㈦娮悠骷度肫渲校藗冎饾u實(shí)現(xiàn)了多種多樣的智能纖維或織物的制備。隨著科技發(fā)展，纖維和織物的功能和性能日新月異，從最初的單一功能逐步向多功能發(fā)展，并不斷有新的功能被發(fā)展和實(shí)現(xiàn)（圖2）。

圖2 智能纖維與織物的簡(jiǎn)要發(fā)展時(shí)間線。

??該展望論文梳理了智能纖維和織物的發(fā)展歷程，分析了所面臨的挑戰(zhàn)，并展望了未來(lái)發(fā)展方向。首先回顧了纖維和織物的發(fā)展歷程，然后介紹了智能纖維和織物的材料設(shè)計(jì)、制備方法；之后重點(diǎn)綜述了智能纖維和織物在健康管理方面的最新進(jìn)展，包括物理傳感、化學(xué)傳感、人體熱管理和能源管理；最后，分析了該領(lǐng)域所面臨的挑戰(zhàn)與機(jī)遇，并展望了未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

??相信基于多學(xué)科的交叉融合與各領(lǐng)域科技人員的通力合作，智能纖維與織物領(lǐng)域?qū)@得更快更好的發(fā)展，服務(wù)于下一代健康監(jiān)測(cè)、早期疾病預(yù)警和遠(yuǎn)程治療技術(shù)，從而推動(dòng)人類文明的持續(xù)發(fā)展。

??以上展望論文受邀發(fā)表于ACS Nano。論文的第一作者為清華大學(xué)化學(xué)系已畢業(yè)博士研究生王惠民。

??論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsnano.1c06230

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