新颖的智能织物可以实现通过热和电来改变颜色和形状

新颖的智能织物可以实现通过热和电来改变颜色和形状到目前为止，研究的重点是SRM如何以一种方式作出反应，或者改变形状或颜色。但是要使SRM成为智能系统（如伪装、仿生学和传感器）真正有效的一部分，它们需要能够对多种刺激作出反应。这就是滑铁卢大学的研究人员介入的地方，他们创造了第一个对多种刺激作出反应而改变颜色和形状的智能织物。研究人员使用类似于传统织布机的设备，将聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和热致变色微胶囊（TMC）织在纬线上，将不锈钢纤维和PET的混纺纱线织在经线上。不锈钢纤维使织物具有电性能，而PET则提供形状记忆。这种智能织物的交织结构意味着它既坚固又有支撑力，同时又像普通织物一样灵活柔软，可以弯曲而不散开。使用吹风机加热织物后，研究人员发现，当温度从68°F（20°C）增加到140°F（60°C）时，织物的颜色均匀地从紫色变为蓝色。当热量被移除时，它迅速恢复到原来的紫色。当用电加热织物时，它产生了同样的颜色变化并改变了形状，当电关闭时又恢复到原来的形状。研究人员可以通过对织物的特定部分通电，有选择地激活该织物。此外，该织物是由低电压（20秒内为5V）激活的，比以前的系统低。研究人员说，较低的电压意味着这种织物可以用于较小的便携式设备，如生物医学设备和环境传感器。该研究的通讯作者MiladKamkar说："通过对环境刺激（如温度）的感知和反应能力，这是一个概念证明，我们的新材料可以与环境互动，监测生态系统而不破坏它们。"鉴于其成本效益--使用的聚合物来自回收的塑料--研究人员认为他们的新型智能织物有很大的前景。Kamkar说："仅作为一种可穿戴材料，它在人工智能、机器人和虚拟现实游戏和体验方面几乎具有无限的潜力。想象一下，在虚拟世界中感受到温暖或一个物理触发器引起更深入的冒险。"研究人员计划改进这种织物的形状记忆，使其适用于机器人领域。这项研究发表在《小》杂志上，下面的视频由滑铁卢大学多尺度材料设计实验室制作，展示了智能材料如何在电和热的作用下改变颜色和形状。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1356771.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1356771.htm

含液态金属涂层的智能织物在被切割时能"自愈" 还能驱除细菌

含液态金属涂层的智能织物在被切割时能"自愈"还能驱除细菌LM颗粒有很多优点：高热和导电性，低毒性，以及抗菌性。作为这项研究的一部分，研究人员使用的镓基液态金属在室温下保持液态，这意味着，与固态金属不同，它们可以以非常规的方式被塑造成表面。研究人员在织物上浸涂了LM颗粒，这确保了织物的孔隙不被堵塞，使其具有"透气性"。他们发现，对涂有LM的织物施力会使浸渍后形成的非导电的氧基层破裂，从而使颗粒具有导电性。添加更多的LM颗粒涂层使织物更具导电性，而且即使在织物被切割时，这些路径也能保持其导电性。该研究的通讯作者ViThanhTruong说："当被切割时，导电图案通过沿切割边缘形成新的导电路径而自主愈合，提供了一种自我愈合功能，使这些纺织品可以作为电路互连、焦耳加热器和测量心电图信号的柔性电极。"焦耳加热，也被称为电阻加热、阻力加热或欧姆加热，通过让电流通过导体产生热量。研究人员用他们的新纺织品制作了织物心电图电极，用于监测心律，并发现它们的性能与市面上的凝胶电极一样好。此外，这种织物对铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌有保护作用，这两种常见的细菌负责造成医院获得性感染，并以其抗生素抗性而闻名。研究人员发现，纺织品的浸渍涂层越多，抗菌效果越好。浸泡一次后，纺织品对金黄色葡萄球菌的抑制率为17%；浸泡五次后，对细菌的抑制率增加到90%。他们说，这种织物排斥细菌的能力将防止它在长时间穿着或与其他人接触时被污染。研究人员说，他们独特的纺织品的多功能性使其非常适合在医院环境中使用，以创建抗菌床单和病人服装，可以防止感染，并监测病人的心脏状况。这项研究发表在《先进材料技术》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1357953.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1357953.htm

智能手机大小的设备可分析织物成分

智能手机大小的设备可分析织物成分新设备可能需要进一步缩小，以便手机制造商将其作为内部组件使用FraunhoferIPMS这种被称为光谱学的技术已被用于分析从威士忌到犯罪现场遗留的血迹等一切物品。现在，德国德累斯顿弗劳恩霍夫光子微系统研究所（IPMS）的研究人员开发出了一种光谱仪，可以分析各种纺织品并确定其成分。该扫描仪在近红外范围内工作，分析纤维反射的光线。该设备将光线分成950纳米到1900纳米之间的波长，将其转化为电信号，然后将这些信号输入由人工智能驱动的分析仪。通过将结果与数据库进行比较，人工智能系统能够快速返回结果，描述任何一块织物的组成材料。"光学分辨率为10纳米，"弗劳恩霍夫IPMS传感器微模块部门的研究科学家HeinrichGrüger说。"这种高分辨率意味着近红外光谱仪还可以利用人工智能识别混合织物，例如由涤纶和棉花制成的衣物。"研究人员说，作为一个仅有10毫米见方（0.4英寸）、6.5毫米（0.25英寸）厚的独立设备，它可以帮助织物回收公司更好地对材料进行分类，从而提高处理效率。他们还说，如果能把这项技术集成到手机中，并与摄像模块相连接，消费者就能当场弄清市场或零售店里兜售的织物是否真如售货员所说的那样。此外，它还可以作为洗衣辅助工具，识别丢失标签的织物和正确洗衣程序所需的信息。弗劳恩霍夫IPMS的研究人员对制造小型材料分析传感器并不陌生。大约十年前，他们发布了一个使用类似技术的微型光谱仪系统，该系统甚至可以通过包装来确定食品的新鲜度。格吕格当时说："我们希望光谱仪能像数码相机那样发展。10年前售价500欧元的照相机，其功能远不如现在手机中几乎免费的照相机"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1388391.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1388391.htm

美加州大学团队发明自供电贴片 借助机器学习可使聋哑人“说话”

美加州大学团队发明自供电贴片借助机器学习可使聋哑人“说话”这个可穿戴设备由外层的聚二甲基硅氧烷（PDMS），中间夹着两层铜线圈构成的磁感应（MI）层，以及单层聚二甲基硅氧烷和磁铁构成的磁机械耦合（MC）层组成。在用户尝试开口说话时，其颈部表面的运动反映出了喉咙内部的运动，从而带动了贴片弯曲并产生微小电信号，这些信号经过处理后会传送到机器学习模块中进行分析，并从一组用于训练系统的5个句子中解读出用户想要说的话。计算机可以在40毫秒内将用户想要说的话输出成声音，并且准确率高达94.68%。然而，在这个设备能够使人“开口说话”之前，系统仍需要对更广泛的单词或句子进行训练。这项研究成果已经刊登在《自然通讯》期刊上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1425722.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1425722.htm

用电子纱线制作的裤子可以向穿着者传递疲惫警报

用电子纱线制作的裤子可以向穿着者传递疲惫警报这种纱线是由苏黎世瑞士联邦理工学院（ETHZurich）的研究人员开发的，它包括一条由可伸展的导电橡胶制成的内线，该内线以螺旋形式被覆盖在一层薄薄的塑料中的刚性电线所包围。苏黎世联邦理工学院的博士后学生泰勒-库斯伯特说："这两根纤维作为电极，产生了一个电场，它们一起形成了一个可以容纳电荷的电容器"。这意味着，如果该纤维被内置到一条裤子里（例如），随着穿着者的移动，柔性内芯和刚性外刚部分之间的间隙将发生变化。这将在两者之间产生差异，这反过来将改变纱线产生的电场。帮助这一过程的事实是，纱线本身在被拉伸时实际上会膨胀，因此它提供了更多的表面积来进行读数。研究人员说，通过用缝在衣服里的监测设备跟踪电流的变化，他们可以准确地跟踪运动模式，并知道穿着者何时开始达到疲惫的程度。该监测设备配备微小的天线，可以将信息传送到智能手机上，提醒锻炼者他们正在达到疲劳状态，在这之后身体将更容易受伤。研究小组已经收集了一些数据，显示当跑步者达到疲惫状态时，纱线的电信号如何变化，但他们说需要进行更多的测试，以建立一个可靠的步态数据库，从而使材料尽可能准确地发挥作用。不过，他们已经为该系统申请了专利，目前正在努力从原型到嵌入纱线的织物，准备为消费者提供。虽然许多运动可穿戴设备的重点是为用户提供与提高成绩有关的数据，但这种新材料加入了一个略有不同的类别，旨在保护运动员的安全，如提醒穿戴者即将发生心脏病的T恤和运动胸罩。移动健康技术教授兼首席研究员CarloMenon说，这种材料也可以在康复医学中找到家。这项工作已经发表在同行评议的杂志《先进材料》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1351041.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1351041.htm

新研发的净水膜可以在过滤时产生电力

新研发的净水膜可以在过滤时产生电力该团队声称，它可以滤除95%以上的尺寸小于一亿分之一米的污染物，包括重金属颗粒和微塑料，现在从南极洲到青藏高原的雨水中发现了令人不安的这些人类产生的物质，使其无法安全饮用，不仅如此，无论水源的酸度如何，它似乎都能发挥作用，在1-10的pH值范围内表现均良好。左图：一个自制的带有进水泵的实验池。右图：细胞的侧视图，显示中间的夹层膜该膜是一个两层夹层，顶层是导电聚合物，底部是多孔过滤器。当被污染的水倒在顶层时，它在膜上横向移动，产生离子的交叉流动，这些离子可以通过膜两端的电极作为电流被收集。虽然该研究声称该膜在实验测试中显示了"高能量生成性能"，但实验室原型很小，相应的功率数字也很小。研究摘要报告说，最大功率水平仅为16.44微瓦，在未指定的时间段内产生的能量最多为15.16毫焦耳。而且发电是连续的，仅仅10微升的水就足以发电三个多小时。该团队现在正在进行后续研究，以将其工作扩大到与工厂相关的尺寸，一份新闻稿声称，"由于该膜可以使用简单的印刷工艺制造，没有尺寸限制，由于制造成本和加工时间低，它有很大的商业化潜力"。这张狂野的图片来自于KIST的制图团队主要作者Ji-SooSang认为这种材料具有作为下一代可再生能源的潜力。他说："作为一种能够解决水资源短缺问题并同时产生生态友好型能源的新型技术，它在水质管理系统和应急电力系统中也有很大的应用潜力。"这篇论文发表在《先进材料》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1348419.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1348419.htm