ความก้าวหน้าในด้านแสง-การเปล่งแสงและพลังงาน-การสร้างเส้นใยโดยไม่ต้องใช้ปลั๊ก-

นักวิจัยประสบความสำเร็จในการพัฒนาไฟเบอร์อัจฉริยะรูปแบบใหม่ที่สามารถสร้างพลังงานและปล่อยแสงได้โดยไม่ต้องใช้ชิปหรือแบตเตอรี่ เส้นใยที่เป็นนวัตกรรมใหม่เหล่านี้ผสมผสานการเก็บเกี่ยวพลังงานแบบไร้สาย การตรวจจับ และการส่งสัญญาณไว้ในโครงสร้างเดียว เมื่อทอเป็นสิ่งทอ พวกมันจะเปิดใช้งานฟังก์ชันต่างๆ เช่น การแสดงแสงและการโต้ตอบแบบสัมผัส- ทั้งหมดนี้โดยไม่ต้องใช้แหล่งพลังงานภายนอก

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในศาสตร์และถือเป็นก้าวสำคัญในการพัฒนาเส้นใยที่มีประโยชน์และสิ่งทออัจฉริยะ เทคโนโลยีนี้อาจปรับเปลี่ยนวิธีที่ผู้คนมีปฏิสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมและต่อกันและกัน ขณะเดียวกันก็เปิดโอกาสใหม่สำหรับสิ่งทออัจฉริยะในหลายอุตสาหกรรม

ทิศทางใหม่สำหรับสิ่งทอที่สวมใส่ได้อัจฉริยะ

อุปกรณ์สวมใส่อัจฉริยะได้กลายเป็นส่วนหนึ่งของชีวิตประจำวันไปแล้ว มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการติดตามสุขภาพ การดูแลทางการแพทย์ระยะไกล และการโต้ตอบระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักร อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สวมใส่ได้ที่มีอยู่ส่วนใหญ่อาศัยส่วนประกอบเซมิคอนดักเตอร์ที่มีความแข็งหรืออุปกรณ์ที่ใช้ฟิล์มยืดหยุ่น- ระบบเหล่านี้มักจะลดความสบาย การระบายอากาศ และความนุ่มนวลเมื่อรวมเข้ากับเนื้อผ้า

สิ่งทออิเล็กทรอนิกส์ที่ทำจากเส้นใยอัจฉริยะมีข้อดีที่ชัดเจน นุ่มกว่า ระบายอากาศได้ดีกว่า และเหมาะสำหรับการสวมใส่ในระยะยาว- ในปัจจุบัน ไฟเบอร์อัจฉริยะส่วนใหญ่ได้รับการออกแบบโดยใช้ "สถาปัตยกรรม von Neumann" แบบดั้งเดิม โดยที่ชิปที่ใช้ซิลิคอน-จะจัดการกับการประมวลผลข้อมูล ต้องใช้โมดูลไฟเบอร์ที่แตกต่างกันสำหรับการตรวจจับ การจ่ายไฟ และการส่งสัญญาณ เมื่อมีการเพิ่มโมดูลมากขึ้น ผ้าก็จะหนักขึ้น หนาขึ้น และยืดหยุ่นน้อยลง

การค้นพบชิป-สถาปัตยกรรมไฟเบอร์อัจฉริยะฟรี

ในระหว่างการทดลอง ทีมวิจัยจากห้องปฏิบัติการวัสดุเชิงฟังก์ชันขั้นสูงของมหาวิทยาลัยได้สังเกตเห็นปรากฏการณ์ที่ไม่คาดคิด นั่นคือเส้นใยเริ่มเปล่งแสงเมื่อวางไว้ในสนามแม่เหล็กไฟฟ้าไร้สาย การค้นพบนี้นำไปสู่การพัฒนาแนวคิดใหม่ที่เรียกว่าไฟเบอร์อัจฉริยะ "สถาปัตยกรรม non-von Neumann"

แตกต่างจากการออกแบบแบบดั้งเดิม เส้นใยใหม่นี้รวมการเก็บเกี่ยวพลังงาน การตรวจจับ และการส่งสัญญาณไว้ในเส้นใยเดียว โดยไม่จำเป็นต้องแยกชิป แบตเตอรี่ หรือโมดูลอิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อน ซึ่งช่วยลดน้ำหนักและความแข็งได้อย่างมาก

ไฟเบอร์ทำงานอย่างไร

สนามแม่เหล็กไฟฟ้าและคลื่นมีอยู่ทั่วไปในชีวิตประจำวัน แหล่งพลังงานโดยรอบเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นแรงผลักดันแบบไร้สายสำหรับไฟเบอร์ชนิดใหม่ ร่างกายมนุษย์มีบทบาทสำคัญในฐานะสื่อกลางในปฏิกิริยาระหว่างพลังงาน โดยช่วยนำพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าเข้าสู่วงปิดที่เกิดจากเส้นใย ร่างกาย และพื้นดิน

ในการสาธิตง่ายๆ ไฟเบอร์จะปล่อยแสงและสร้างกระแสไฟฟ้าเมื่อสัมผัสด้วยมือมนุษย์ เอฟเฟ็กต์ภาพนี้เน้นความสามารถในการตอบสนองโดยตรงกับปฏิสัมพันธ์ของมนุษย์

ไฟเบอร์มีโครงสร้างแกนกลางและเปลือกสาม-ชั้น:

ชั้นหลัก:เสาอากาศไฟเบอร์ที่ทำจากไนลอนเคลือบเงิน- ใช้เพื่อตรวจจับสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับ

ชั้นกลาง:ชั้นอิเล็กทริกที่ปรับปรุงประสิทธิภาพการเชื่อมต่อพลังงาน

ชั้นนอก:ชั้นเปล่งแสง-สนามไฟฟ้า-ที่ไวต่อแสง-

วัตถุดิบมีต้นทุนต่ำ- และทั้งการผลิตเส้นใยและการแปรรูปสิ่งทอใช้เทคนิคการผลิตที่สมบูรณ์

การประยุกต์เชิงปฏิบัติและศักยภาพในอนาคต

นักวิจัยได้สาธิตจอแสดงผลที่ใช้สิ่งทอ-และการส่งสัญญาณไร้สายโดยใช้ไฟเบอร์นี้โดยไม่ต้องใช้ชิปหรือแบตเตอรี่ ตามที่ผู้เชี่ยวชาญจากห้องปฏิบัติการระดับชาติสำหรับการดัดแปลงวัสดุไฟเบอร์ เทคโนโลยีนี้มีศักยภาพสูงสำหรับการใช้กับเสื้อผ้าและเครื่องประดับในชีวิตประจำวัน

เมื่อสิ่งทอเหล่านี้สัมผัสกับร่างกายมนุษย์ พวกมันสามารถให้สัมผัสที่มองเห็นได้ผ่านการแผ่รังสีของแสง การตอบรับแบบโต้ตอบ และแม้กระทั่งการให้แสงสว่างที่สดใส การเคลื่อนไหวและท่าทางของร่างกายที่แตกต่างกันสามารถสร้างสัญญาณไร้สายที่เป็นเอกลักษณ์ ทำให้สามารถควบคุมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ด้วยท่าทาง{1}}ได้

ความสามารถใหม่เหล่านี้สามารถเปลี่ยนวิธีที่ผู้คนสัมผัสประสบการณ์การใช้ชีวิตอย่างชาญฉลาดได้อย่างมาก ทำให้เทคโนโลยีที่สวมใส่ได้เป็นธรรมชาติ สะดวกสบาย และประหยัดพลังงานมากขึ้น-

แหล่งที่มา:วัสดุเครื่องจักรและวิศวกรรม สำนักข่าวซินหัว
(เนื้อหาบางส่วนที่มาจากข้อมูลสาธารณะ โปรดติดต่อเราเพื่อลบออกหากมีการละเมิดใด ๆ ที่เกี่ยวข้อง)