瑞士洛桑理工学院研发可拉伸电子纤维 开启智能穿戴新可能
2025-11-10 14:16
来源:洛桑联邦理工学院
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瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)光子材料与光纤器件实验室(FIMAP)的研究人员成功开发出一种基于液态金属混合物的电子传感器纤维,该纤维即使被拉伸至原长度10倍以上仍能保持正常工作,为智能纺织品、康复设备及软体机器人领域带来技术突破。研究团队通过热拉丝工艺将铟镓合金(无毒液态金属)与弹性体结合,制成可精细控制导电区域的纤维传感器,解决了传统电子材料在柔韧性与功能性之间的矛盾。

热拉丝工艺示意图

实验室负责人法比安·索林(Fabien Sorin)指出,传统电子设备因刚性或脆弱性难以集成到纺织品中,而该团队的创新工艺通过预成型体加热拉伸技术,使纤维直径可调至毫米级并保持三维导电结构。博士生斯特拉·拉佩鲁萨兹(Stella Raphael)解释称,液态金属与弹性体混合后形成的微小液滴,在拉伸过程中通过剪切应力激活,从而实现纤维导电区域的精准控制。实验数据显示,这种纤维在极端拉伸条件下仍保持高度灵敏度,显著优于其他需平衡电性能与柔韧性的技术方案。

作为应用验证,研究人员将电子纤维集成到膝关节支具中,成功监测受试者行走、跑步及跳跃时的关节弯曲角度与步态。索林强调,该技术具备高扩展性,未来可通过规模化生产将纤维集成到数公里长的织物中,用于制造可穿戴设备、软性假肢或机器人肢体传感器。相关成果已发表于《自然电子学》期刊。

更多信息: Stella Laperrousaz 等人,《通过液态金属嵌入弹性体的热拉伸制备电子纤维》,《自然电子学》(2025)。期刊信息: 《自然电子学》

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