Penyelidik telah berjaya membangunkan jenis gentian pintar baharu yang boleh menjana kuasa dan mengeluarkan cahaya tanpa memerlukan cip atau bateri. Gentian inovatif ini menggabungkan penuaian tenaga tanpa wayar, penderiaan dan penghantaran isyarat ke dalam satu struktur. Apabila ditenun menjadi tekstil, ia mendayakan fungsi seperti paparan cahaya dan interaksi berasaskan-sentuh, semuanya tanpa sumber kuasa luaran.
Penyelidikan itu diterbitkan dalamSainsdan dianggap sebagai langkah besar ke hadapan dalam pembangunan gentian berfungsi dan tekstil pintar. Teknologi ini boleh membentuk semula cara orang berinteraksi dengan persekitaran mereka dan antara satu sama lain, sambil membuka kemungkinan baharu untuk tekstil pintar merentas pelbagai industri.
Arah Baharu untuk Tekstil Boleh Dipakai Pintar
Peranti boleh pakai pintar telah pun menjadi sebahagian daripada kehidupan seharian. Ia digunakan secara meluas dalam pemantauan kesihatan, penjagaan perubatan jauh dan interaksi manusia-mesin. Walau bagaimanapun, kebanyakan elektronik boleh pakai sedia ada bergantung pada komponen semikonduktor tegar atau peranti berasaskan-filem fleksibel. Sistem ini selalunya mengurangkan keselesaan, kebolehnafasan dan kelembutan apabila disepadukan ke dalam fabrik.
Tekstil elektronik yang diperbuat daripada gentian pintar menawarkan kelebihan yang jelas. Ia lebih lembut, lebih bernafas dan lebih sesuai untuk-pakaian jangka panjang. Hari ini, kebanyakan gentian pintar direka menggunakan "seni bina von Neumann" tradisional di mana cip-berasaskan silikon mengendalikan pemprosesan data. Modul gentian yang berbeza diperlukan untuk penderiaan, bekalan kuasa dan penghantaran isyarat. Apabila lebih banyak modul ditambah, fabrik menjadi lebih berat, tebal dan kurang fleksibel.
Penemuan Cip-Seni Bina Gentian Pintar Percuma
Semasa percubaan, pasukan penyelidik dari makmal bahan berfungsi maju universiti memerhatikan fenomena yang tidak dijangka: gentian mula memancarkan cahaya apabila diletakkan dalam medan elektromagnet tanpa wayar. Penemuan ini membawa kepada pembangunan konsep baharu yang dikenali sebagai gentian pintar "seni bina bukan von Neumann".
Tidak seperti reka bentuk tradisional, gentian baharu ini menyepadukan penuaian tenaga, penderiaan dan penghantaran isyarat ke dalam gentian tunggal. Ia menghilangkan keperluan untuk cip berasingan, bateri, atau modul elektronik kompleks, mengurangkan berat dan kekakuan dengan ketara.
Bagaimana Serat Berfungsi
Medan dan gelombang elektromagnet terdapat di mana-mana dalam kehidupan seharian. Sumber tenaga ambien ini bertindak sebagai daya penggerak wayarles untuk gentian baharu. Tubuh manusia memainkan peranan penting sebagai medium untuk interaksi tenaga, membantu membimbing tenaga elektromagnet ke dalam gelung tertutup yang dibentuk oleh gentian, badan, dan tanah.
Dalam demonstrasi mudah, gentian mengeluarkan cahaya dan menjana elektrik apabila disentuh oleh tangan manusia. Kesan visual ini menyerlahkan keupayaannya untuk bertindak balas secara langsung kepada interaksi manusia.
Gentian ini menampilkan struktur teras-sarung tiga{0}}lapisan:
Lapisan teras:Antena gentian yang diperbuat daripada nilon bersalut-perak, digunakan untuk mengesan medan elektromagnet berselang-seli
Lapisan tengah:Lapisan dielektrik yang meningkatkan kecekapan gandingan tenaga
Lapisan luar:Lapisan pemancar-medan elektrik-cahaya-elektrik
Bahan mentah adalah kos-rendah, dan kedua-dua pengeluaran gentian dan pemprosesan tekstil menggunakan teknik pembuatan matang.
Aplikasi Praktikal dan Potensi Masa Depan
Tanpa menggunakan cip atau bateri, penyelidik telah menunjukkan paparan-berasaskan tekstil dan penghantaran isyarat wayarles menggunakan gentian ini. Menurut pakar dari makmal kebangsaan untuk pengubahsuaian bahan gentian, teknologi ini mempunyai potensi yang kuat untuk digunakan dalam pakaian dan aksesori harian.
Apabila tekstil ini bersentuhan dengan tubuh manusia, ia boleh memberikan penderiaan yang boleh dilihat melalui pancaran cahaya, maklum balas interaktif, dan juga pencahayaan terang. Pergerakan dan postur badan yang berbeza boleh menjana isyarat wayarles yang unik, membolehkan-kawalan berasaskan gerak isyarat bagi peranti elektronik.
Keupayaan baharu ini boleh mengubah dengan ketara cara orang mengalami kehidupan pintar, menjadikan teknologi boleh pakai lebih semula jadi, selesa dan{0}}cekap tenaga.
Sumber:Jentera & Bahan Kejuruteraan, Agensi Berita Xinhua
(Sesetengah kandungan yang diperoleh daripada maklumat awam. Sila hubungi kami untuk dialih keluar jika terdapat sebarang pelanggaran.)
