东华大学材料科学与工程学院先进功能材料课题组近期在《科学》杂志上发表了一项突破性研究成果。该研究成功开发了一种新型智能纤维，这种纤维能够在无需芯片和电池的情况下实现发光和发电功能，为智能纺织品的发展开辟了新的可能性。
技术细节分析
这种新型智能纤维的开发基于“人体耦合”的能量交互机制。在日常生活中，电磁场和电磁波无处不在，这些电磁能量通常在大气中耗散。然而，东华大学的科研团队利用这种新型纤维，通过人体作为能量交互的载体，将这些电磁能量优先引入由纤维、人体、大地组成的回路中，从而实现能量的采集。
该纤维具有三层鞘芯结构，其中芯层为感应交变电磁场的纤维天线（镀银尼龙纤维），中间层为提高电磁能量耦合容量的介电层（BaTiO3复合树脂），外层为电场敏感的发光层（ZnS复合树脂）。这些原材料在市面上都很常见，成本较低，且可以利用成熟的工艺进行加工，已具备量产能力。
图1：人体耦合电磁能量收集示意图
应用场景分析
这项技术的应用前景非常广泛。首先，在智能可穿戴设备领域，这种纤维可以被编织成衣物，实现触控发光、织物显示以及无线指令传输等功能，而无需依赖传统的电池和芯片。这意味着未来的智能服装不仅能够提供基本的穿着功能，还能够实现与环境的智能交互，如通过发光进行可视化的传感和交互，甚至高亮照明。
此外，这种智能纤维还能够对人体不同姿态动作产生独特的无线信号，进而对智能家电等电子产品进行无线遥控。这为智能家居领域带来了新的可能性，例如，用户可以通过简单的手势或身体动作来控制家中的智能设备，实现更加便捷和直观的人机交互。
图2：人体耦合技术面向智慧生活场景的展望
商业前景
从商业角度来看，这种无需芯片和电池的智能纤维具有巨大的市场潜力。随着消费者对智能产品的需求日益增长，这种新型纤维可以为服装、家居、健康监测等多个行业带来创新的解决方案。其低成本和易于量产的特性，使得这种材料有望在不久的将来被广泛应用于各种智能产品中。
此外，这种智能纤维的环保特性也是一个重要的卖点。由于不需要使用电池，这种材料在生产和使用过程中对环境的影响较小，符合当前社会对可持续发展的追求。这可能会吸引那些注重环保的消费者，进一步推动智能纺织品的市场发展。
总之，东华大学科研团队开发的这种新型智能纤维，不仅在技术上实现了重大突破，而且在应用和商业前景上具有广阔的发展空间。随着研究的深入和市场的开拓，这种材料有望在未来改变我们的生活方式，为智能纺织品和相关产业带来革命性的变革。
