材料科学家创造了织物来代替可穿戴设备的电池

阻碍可穿戴生物传感器在健康监测中应用的主要因素之一是缺乏轻便耐用的电源。现在，由材料化学家Trisha L. Andrew领导的马萨诸塞大学阿姆赫斯特分校的科学家报告说，他们已经开发出一种制造电荷存储系统的方法，这种系统可以很容易地集成到衣服中，“在任何衣服上绣出电荷存储图案”。

正如安德鲁解释的那样，“电池或其他类型的电荷存储仍然是大多数便携式、可穿戴、可摄入或灵活技术的限制组件。这些设备往往是太大、太重和不灵活的组合。”他们的新方法使用微型超级电容器，将蒸汽包覆的导线与聚合物薄膜相结合，并添加特殊的缝纫技术，在纺织品背衬上形成柔性对齐的电极网。由此产生的固态设备具有很高的电荷存储能力和其他特性，使其能够为可穿戴生物传感器供电。

安德鲁补充说，尽管研究人员已经将许多不同的电子电路元件小型化，但直到现在，电荷存储设备仍然是这种情况。“通过这篇论文，我们证明了用我们实验室生产的蒸汽涂装线，可以将电荷存储图案绣在任何服装上。这为在自供电智能服装上缝制电路打开了大门。”详细信息在线显示在应用材料界面上。

博士后研究员、《安德鲁》的主要作者张和化学工程研究生卫斯理维奥拉指出，超级电容器是可穿戴式电荷存储电路的理想选择，因为它们固有的功率密度高于电池。但他们补充说，“将具有高导电性和快速离子传输的电化学活性材料结合到纺织品中是具有挑战性的。”Andrew和他的同事表明，他们的气相涂覆工艺在致密的加捻纱线上形成多孔导电聚合物膜，与以前使用的染色或挤出纤维相比，该膜可以很容易地与电解质离子一起溶胀，并保持单位长度的高电荷存储容量。

负责UMass Amherst可穿戴电子实验室的Andrew指出，由于技术难度大、成本高，纺织科学家倾向于不使用气相沉积，但最近的研究表明，这种技术可以扩大规模，保持成本效益。她和她的团队目前正在与UMass Amherst应用生命科学研究所个性化健康监测中心的其他人合作，将新的刺绣电荷存储阵列与电子纺织品传感器和低功耗微处理器相结合，以构建可监测的智能服装。在正常的一天，人们的步态和关节运动。

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