[據麻省理工學院新聞處8月8日報道] 美國麻省理工學院的研究人員採用新型光纖製造工藝,將高速光電半導體器件植入織物纖維,然後將這些纖維編織成柔軟、可清洗的面料,解決了長久以來難以將半導體器件應用於織物製造的難題。採用新工藝製成的智能面料可用於製造具備通信、照明、生理監測等功能的紡織品。

傳統的光纖製造工藝是將原材料製成被稱爲“預製棒”的圓柱形棒體,然後將其加熱軟化,拉伸成形。新工藝沿預製棒的軸心打出通孔,並將數百個採用微芯片技術製成的沙粒大小的半導體二極管(發光二極管/光敏二極管)連同一對銅絲由通孔穿入預製棒,然後加熱預製棒將其拉伸形成長纖維。在加熱和拉伸的作用下,銅絲和二極管形成電接觸,使得在單根纖維中並聯連接着數百個二極管,最終使用這種纖維進行編織製成織物。

新工藝製造出的纖維與常規織物纖維一樣具有防水性,可在水中浸泡數週。研究人員將採用該技術製成的光感纖維放入魚缸中,並建立三兆赫的雙向光通信鏈路,在魚缸外將音樂以光脈衝的形式發送到光纖,然後光纖將光脈衝轉換爲電脈衝信號,又通過揚聲器轉換成音樂,實現了通訊功能。

爲了驗證其用於服裝製造的可行性,研究人員將採用這種纖維製成的織物洗滌了10次,織物依然能夠保持良好的光電性能。研究人員還開發出可提高其產量和可靠性的工藝,同時聯合紡織企業開發出將這些纖維大規模編織成織物的技術,以確保這種纖維可以大規模生產。該項目負責人表示,首批採用該技術生產的商業化產品最早將於明年面世,該技術有望製成首個織物通訊系統。

除了通訊功能外,這些纖維還可能這種纖維可用於製造測量脈搏或血氧水平的腕帶、以及可以監測癒合過程的繃帶等。預計未來幾年智能纖維的發展將會遵循類似“摩爾定律”的規律,實現更多的功能,在生物、醫療、軍事等領域具有重要的應用價值。因此,這項工作得到了美國陸軍研究實驗室、美國陸軍研究辦公室以及美國國防部研究工程助理部長的支持,目前國防部正探索將這項技術用於士兵制服的製造。(北方科技信息研究所 徐可)

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