一根纤维,你能做啥?

听说最近浙江的团队在《自然·通讯》上发了一篇大新闻,说是造了一种比头发丝还细的“智能纤维”。给你一根那么小的纤维,你能做啥?西安电子科技大学杭州研究院的周赟磊教授说,要么把它织进衣服里测心跳,要么直接植入身体调控神经信号。他们搞出的这种“异质纤维”,虽然比发丝细得多,可它不仅能导电感知,还能储存电能。周赟磊拿着屏幕给大家看,“别看屏幕上看着大,这玩意现实中直径才50微米,比头发丝还细。”关键是它还能随意弯曲拉伸,用电传信号都没问题。 那这根纤维到底厉害在哪?周赟磊说现在传感材料到处都是,这根的特别之处就是能“一条腿走路”,把多根纤维的功能都集中在一根上。构成它的主要材料之一是液态金属。目前它既能当传感器,又是电线,还能自己充电。比如做心电监测设备就特别舒服,不会像现在的凝胶电极那样黏糊糊容易过敏。 接下来他们打算把单根纤维编织成一块柔软透气的电路板,做成能监测心率、体温甚至环境变化的智能服装。这事儿听起来像在头发丝上盖高楼,“每一层材料都要均匀分布还要能随意弯曲拉伸”,难度确实不小。 为了解决这个难题,团队搞了一套连续液相加工工艺。他们让纤维穿过不同的液体槽,每穿一种液体,表面就会自动沾上一层功能外衣。这就好比给纤维连续镀膜。最后做出来的智能纤维既可以织进衣服里也可以植入体内。 不过光是做出一根还不行,能不能量产才是关键。周赟磊坦言刚开始心里挺慌的,“做一根10厘米的样品不难,但要批量生产这完全超出了我们的舒适区”。市面上没有合适的量产设备他们就自己设计制造;生产过程中温度、速度、浓度等每一个参数都得反复测试精准控制。 好在最后在量身定制的设备上搞定了规模化生产,单次能做出50米长的纤维成品。“看到第一根功能完整的纤维出来的时候,整个实验室都特别兴奋。” 西安电子科技大学杭州研究院的保宏教授说这研究最自豪的不是发论文而是打通了从实验室到应用的全链条。“我们形成了从结构设计到应用验证的完整技术闭环。” 现在这种一维电子器件已经能规模化量产了。“我们在继续科研攻关的同时也在和企业对接。希望有一天它能真正走进人们的日常生活。” 这根看似渺小的纤维正用细微之力编织着一个智能互联、万物感知的未来。“让科技更贴近生活、守护健康”,这大概就是这群科研工作者的初心吧。