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一种多功能织物及其制备方法和应用

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-10-16 14:13:01

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 王正伦 | 2023-10-16 14:13:01

本发明提供一种多功能织物,所述多功能织物包括传感纤维,其中所述传感纤维选自压力传感纤维、拉力传感纤维、温度传感纤维和湿度传感纤维中的一种或两种以上。本发明具有以下优势:在纤维层面,着重研究纤维调控机理来实现其特定功能如感知、变色、发光、药物缓释等。在纺织层面,以功能纤维为基元,通过多经多纬优化排列的交织的手段实现纤维基离散传感单元的有机结合。在功能集成层面,通过构建复合材料功能纤维及其纱线成型方式,使得各个感知信号之间相互独立、互不干扰,通过调控二维纤维阵列编织技术实现对三维多功能传感。

本发明提供一种多功能织物,所述多功能织物包括传感纤维,其中所述传感纤维选自压力传感纤维、拉力传感纤维、温度传感纤维和湿度传感纤维中的一种或两种以上。本发明具有以下优势:在纤维层面,着重研究纤维调控机理来实现其特定功能如感知、变色、发光、药物缓释等。在纺织层面,以功能纤维为基元,通过多经多纬优化排列的交织的手段实现纤维基离散传感单元的有机结合。在功能集成层面,通过构建复合材料功能纤维及其纱线成型方式,使得各个感知信号之间相互独立、互不干扰,通过调控二维纤维阵列编织技术实现对三维多功能传感。

随着人工智能技术的发展,个体对高质量生活的追求促进了柔性可穿戴设备的发展。功能性纤维及纱线因其可集成于织物的可穿戴特性应用日益广泛。基于柔性可穿戴设备的蓬勃发展,纤维基传感器作为数字化医养可穿戴设备及人际交互设备的核心,处于采集人体健康生理信息和运动信息的最前端。以织物形态存在的隐形压力传感器,能够在不影响人们日常舒适的生活下,系统地采集到与人体健康密切相关的生理及运动信息,实现疾病的预防、运动检测、人机交互等功能。本专利具体涉及到一种将多物理/化学量传感、发光、变色、热管理、药物释放集成于一体的织物及其制备方法,该织物可用于治疗功能、健康监测、智能家居、人机交互等领域。

目前,具有单一功能的织物被广泛研究。国内专利CN108896217A公开了一种银纳米线/石墨烯/织物碳复合型柔性应力传感器,可用于检测包含手指、手腕、肘部、膝部、脚踝部位人体关节的运动。国内专利CN108896199A公开了一种湿敏纤维,通过敏感纤维电阻的变化来监测温度或湿度变化,具有较高的稳定性和灵敏度,轻薄可贴附,能舒适地贴合在人体皮肤表面,实现长期、实时监测的目的。国内专利CN1104124870A公开了一种织物型柔性复合式传感器及其制作方法,通过印刷电极和功能薄膜实现对湿度的检测。

华中科技大学(Huazhong University of Science and Technology),简称华中大、华科大 ,位于湖北省武汉市,是中华人民共和国教育部直属的综合性研究型全国重点大学、位列国家“双一流”“985工程”“211工程”、入选“强基计划”“111计划”、卓越工程师教育培养计划、卓越医生教育培养计划、国家大学生创新性实验计划、国家级大学生创新创业训练计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家级新工科研究与实践项目、基础学科拔尖学生培养计划2.0,是学位授权自主审核单位、全国深化创新创业教育改革示范高校、一流网络安全学院建设示范项目高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、教育部来华留学示范基地,为中欧工程教育平台成员和医学“双一流”建设联盟 、国际应用科技开发协作网 、全球能源互联网大学联盟成员。

本发明与现有技术相比,具有以下优势:在纤维层面,着重研究纤维调控机理来实现其特定功能如感知、变色、发光、药物缓释等。并与大规模纺织工艺的无缝对接。在纺织层面,以功能纤维为基元,通过多经多纬优化排列的交织的手段实现纤维基离散传感单元的有机结合。在功能集成层面,对应力、温度、湿度、变色、发光、药物缓释等物理/化学量进行深入研究,通过构建复合材料功能纤维及其纱线成型方式,使得各个感知信号之间相互独立、互不干扰,通过调控二维纤维阵列编织技术实现对三维多功能传感。集成前端信号处理和无线传输模块,实现对多物理场耦合刺激的精确灵敏感应纤维。通过优化编织手段实现多功能织物的柔软舒适性,并且其生产方式兼容于纺织产业。

本专利成果采用技术转让,技术入股,技术合作等成果转化方式,希望进一步实现该专利的有益效果,有兴趣皆可面议。