首个嵌入织物的纤维泵制成，或改变可穿戴技术游戏规则
发布时间： 2023-04-12 14:30:47 点击量：
纤维泵编织成织物。图片来源：瑞士洛桑联邦理工学院软传感器实验室
许多基于流体的可穿戴辅助技术需要将一个大而嘈杂的泵整合到衣服中，这导致可穿戴设备与不可穿戴的泵捆绑在一起。现在，瑞士洛桑联邦理工学院研究人员开发出世界上第一台纤维形式的泵，这种光纤泵可被直接缝合到纺织品和服装上，重量轻，功能强大，还可水洗。这项创新可应用于从外骨骼到虚拟现实等领域，或将改变可穿戴技术的游戏规则。论文发表在最新一期《科学》杂志上。
新研究是在研究人员2019年开发的可伸缩泵基础上进行的。光纤形式使研究人员能够制造更轻、更强大的泵，与可穿戴技术更兼容。光纤泵使用电荷注入电流体动力学的原理，在没有任何移动部件的情况下产生流体流动。嵌入泵壁的两个螺旋电极对一种特殊的非导电液体的分子进行电离和加速。离子运动和电极形状产生净正向流体流动，从而实现安静、无振动的操作，并且只需要手掌大小的电源。
为了实现泵的独特结构，研究人员开发了一种新的制造技术，将铜线和聚氨酯线缠绕在钢棒上，然后将它们热熔化。去除钢棒后，可使用标准编织和缝纫技术将2毫米纤维整合到纺织品中。这种泵本质上是一种能产生自身压力和流量的管道。
该泵的简单设计具有许多优点。所需的材料便宜且容易获得，扩展制造过程也比较轻松。由于泵产生的压力大小与其长度直接相关，因此可根据应用情况对管道进行切割，从而在优化性能的同时将重量降至最低。坚固的设计也使其适用于传统的洗涤剂清洗。
论文还描述了由织物和嵌入式纤维泵制成的人造肌肉，这种肌肉可用来为柔软的外骨骼提供动力，帮助患者移动和行走。该泵甚至可通过模拟温度感觉为虚拟现实世界带来新的维度。在这种情形下，用户戴着一只手套，手套上的泵装满了热的或冷的液体，用户能够感受到与虚拟物体接触时温度的变化。
来源: 科技日报 作者: 张佳欣
上一篇 下一篇