比翱观察丨纺织集成超材料让人们用“击掌”的方式支付购买费用
创新面料可实现佩戴者与附近设备之间的数字通信
想象一下，你的车一上车就发动了，因为它认出了你穿的夹克。医院病号服它可以不断的测量和传递病人的生命体征。这仅仅是由加利福尼亚大学欧文分校（UCI：University of California, Irvine）的工程师发明的一种新的“身体区域网络”实现的两种应用。
在最近发表在《自然电子学》上的一篇论文中，UCI的亨利·萨缪利工程学院的研究人员详细介绍了他们如何将先进的超材料集成到柔性纺织品中，以创建一个能够在衣物和附近设备之间实现无电池通信的系统。通过阅读原文查看此项论文的研究成果。
用于近场多体区域网络的纺织集成超材料（Textile-integrated metamaterials for near-field multibody area networks）论文摘要：可穿戴和植入式传感器可以连接在一起，以创建多节点无线网络，用于开发先进的医疗监测技术。这种身体区域网络需要安全、无缝和多功能的通信链路，可以在复杂的人体内运行，但它们通常会受到短程、低功耗或直接连接终端的影响。在这里，研究团队展示了纺织集成超材料可用于沿多个物体以及在多个物体之间驱动基于长距离近场通信（NFC）的磁感应波。超材料由离散的各向异性磁感应元件阵列构建而成，创造了一个机械灵活的系统，能够在靠近网络的任何位置的支持NFC的设备之间实现无电池通信。此方法提供了一个安全和按需的身体区域网络，具有直接扩展的潜力，可以跨越不同的衣服、物体和人。
UCI电子工程与计算机科学助理教授、论文合著者Peter Tseng说：“如果你把智能手机或充值卡放在靠近阅读器的地方购买，你就利用了近场信号技术。我们的织物工作原理相同，但我们已经大大扩展了范围。”。“这意味着你可以将手机放在口袋里，只需将你的身体与其他纺织品或阅读器擦擦，电源和信息就可以在你的设备上传输。”
主要作者UCI电气工程与计算机科学专业博士生Amirhossein Hajiaghajani说，该发明使佩戴者能够与附近的电子设备进行数字交互，只需轻触或滑动袖子即可安全付款。
“使用我们的面料，只要您将衣服悬停在无线阅读器上，电子设备就会立即发出信号，因此您可以通过简单的击掌或握手来分享信息，”他说。“您将不再需要用钥匙或单独的无线设备手动解锁汽车，您的身体将成为打开设施大门的标识。”
Tseng将这项技术比作一条铁路，它在穿过一件衣服时传输电力和信号。该系统允许随时添加新的部分，并且可以将单独的衣服配对以彼此“交谈”。
近场通信协议（NFC：Near-Field Communications）促进了无线设备充电和无电池传感器供电等应用的增长，但NFC的一个缺点是其范围只有几英寸。UCI研究人员使用基于蚀刻的铜和铝箔的无源磁性超材料将信号范围扩展到4英尺以上。
该团队的此项创新设计具有高度的灵活性和对身体运动的耐受性。由于信号在此项发明的系统中通过磁感应传输— — 与智能织物中最先进的连续硬线连接 — — 因此可以协调不同的衣物。在运动装备中，裤子可以测量腿部运动，同时与追踪心率和其他数据的上衣进行交流。
Hajiaghajani说，在医学上的应用数不胜数，例如将医院工作人员从应用大量患者传感器的任务中解放出来，因为它们都可以集成到配备超材料的病号服中。
他指出，该系统所涉及的材料成本低，易于制造和定制，不同长度和分支的超材料“轨道”可以热压到穿着者现有的衣服上— — 无需外出购买全新的高科技运动服。
Hajiaghajani说：“我们的纺织品制作简单，可以与有趣的可穿戴设计结合在一起。”。“我们希望设计出既酷又便宜，又能减轻现代电子产品给我们生活带来的负担的产品。”
这个项目的支持是由国家科学基金会提供的。该团队还包括UCI电气工程和计算机科学教授Fadi Kurdahi和研究生Amir Hosein Afandizadeh Zargari、Manik Dautta和Abel Jimenez。
原文来源于UCI News
多孔材料与人工结构物理特性表征与验证技术领先者
● 比翱工程实验室丨材料科学与纺织的融合带来了新的创新● ProAcoustics丨赋予家居纺织品以最佳声学品质，打造与众不同的家
● ProAcoustics | 产业用纺织先进基础材料进展与对策
● FPS丨织物材料渗透性与透气率测试分析仪（ISO 9237测试标准）● 比翱工程实验室丨聚氨酯泡沫填充针刺织物复合三明治结构的吸声性能
● ProAcoustics丨变废为宝“调声棒”，再生织物转化为高性能声学解决方案● 比翱工程实验室丨解密超材料 - Meta时代的人工结构材料
免责声明：部分资料来源网络，转载目的在于传递信息及分享，并不意味赞同其观点或其真实性，也不构成其他建议。仅提供交流平台，不为其版权负责。如涉及侵权，请联系我们及时删除。