由劍橋大學領導的一個國際研究小組已經開發出一種具有成本效益和生態友好的方法，利用工業織機生產智能紡織品。這種技術能夠創造出靈活、耐用的智能織物，沒有尺寸或形狀的限制，為各行業提供了潛在的應用。

研究人員已經開發出了下一代智能紡織品–結合了LED、傳感器、能量收集和存儲的能力–可以用製造我們每天穿的衣服的相同機器，以低廉的價格生產出任何形狀或尺寸的這種紡織品。

由劍橋大學領導的國際團隊之前已經證明了可以製作大尺寸的編織顯示屏，但這些早期的例子是使用專門的手工實驗室設備製作的。其他智能紡織品可以在專門的微電子製造設施中製造，但這些設施非常昂貴，並產生大量的廢物。

然而，該團隊發現，通過在用於製造傳統紡織品的相同工業織機上編織電子、光電、傳感和能源纖維組件，可以更便宜、更可持續地製造柔性顯示器和智能織物。他們的成果在《科學進展》雜誌上報導，展示了智能紡織品如何在汽車、電子、時尚和建築等領域成為大型電子產品的替代品。

儘管最近在開發智能紡織品方面取得了進展，但其功能、尺寸和形狀一直受到目前製造工藝的限制。

研究人員已經開發出了下一代智能紡織品–結合了LED、傳感器、能量收集和存儲–可以用製造我們每天穿的衣服的機器廉價地生產出任何形狀或尺寸的紡織品。Credit: Sanghyo Lee

論文第一作者、劍橋大學工程系的Sanghyo Lee博士說：”我們可以在專門的微電子設施中製造這些紡織品，但這需要數十億英鎊的投資。此外，以這種方式製造智能紡織品受到很大的限制，因為所有東西都必須在用於製造集成電路的硬質晶圓上製造，所以我們能得到的最大尺寸是直徑約30厘米。”

“智能紡織品也因其缺乏實用性而受到限制，”同樣來自工程系的Luigi Occhipinti博士說，他是這項研究的共同負責人。”想想普通織物必須承受的那種彎曲、拉伸和折疊，而將同樣的耐用性納入智能紡織品一直是一個挑戰。”

去年，一些相同的研究人員表明，如果智能紡織品中使用的纖維被塗上可以承受拉伸的材料，它們就可以與傳統的編織工藝兼容。利用這種技術，他們製作了一個46英寸的編織演示器顯示屏。

現在，研究人員已經表明，智能紡織品可以使用自動化工藝製造，對其尺寸或形狀沒有限制。多種類型的纖維裝置，包括儲能裝置、發光二極管和晶體管被製造、封裝，並與傳統的合成或天然纖維混合，通過自動編織來製造智能紡織品。纖維器件通過自動激光焊接方法與導電膠相互連接。

所有的過程都經過優化，以盡量減少對電子元件的損害，這反過來又使智能紡織品足夠耐用，能夠承受工業織機的拉伸。封裝方法的開發考慮到了纖維器件的功能，並系統地研究了機械力和熱能，以分別實現自動編織和基於激光的互連。

研究小組與紡織品製造商合作，能夠生產出大約50×50厘米的智能紡織品的測試補丁，儘管這可以擴展到更大的尺寸並大量生產。

“這些公司擁有完善的生產線，擁有高產量的纖維擠出機和大型織機，可以自動編織一米見方的紡織品，”Lee說。”因此，當我們將智能纖維引入這一過程時，結果基本上是一個電子系統，其製造方式與其他紡織品的製造方式完全相同。”

研究人員說，大型柔性顯示器和監視器有可能在工業織機上製造，而不是在專門的電子製造設施中，這將使它們的生產成本大大降低。然而，還需要進一步優化這一過程。

“這些紡織品的靈活性絕對是驚人的，”Occhipinti說。”不僅僅是它們的機械靈活性，還有方法的靈活性，以及部署可持續和生態友好的電子製造平台，有助於減少碳排放，並使智能紡織品在建築、汽車內飾和服裝中得到真正的應用。我們的方法在這方面是相當獨特的”。