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智能紡織品可以將肌肉運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為不同的電信號(hào)(視頻截圖)。圖片來源：加州大學(xué)洛杉磯分校工程系資深作者陳軍

利用納米磁性復(fù)合材料和導(dǎo)電紗線，美國加州大學(xué)洛杉磯分校科學(xué)家發(fā)明了一種智能紡織品，可感知和測量從肌肉彎曲到靜脈搏動(dòng)的身體動(dòng)態(tài)活動(dòng)。該紡織品自動(dòng)供電、有彈性、防水且經(jīng)久耐用，只需幾美元就可用縫紉機(jī)制作，有朝一日它可能會(huì)幫助臨床醫(yī)生評(píng)估肌肉損傷，以促進(jìn)患者康復(fù)。相關(guān)論文于27日發(fā)表在《物質(zhì)》雜志上。

從技術(shù)上講，這種智能紡織品并不是由布料制成的，但具有類似布料的質(zhì)地。它由一個(gè)納米磁鐵填充的橡膠貼片制成，大約兩枚郵票大小。使用縫紉機(jī)，研究人員將鍍銀導(dǎo)電紗線以線圈的纏繞方式縫合在貼片上，敲擊機(jī)械力可使橡膠內(nèi)部的磁場圖案變形，從而產(chǎn)生通過紗線的電流。

新智能紡織品對(duì)生物力學(xué)壓力非常敏感。該設(shè)備將肌肉活動(dòng)轉(zhuǎn)換為可量化的高保真電信號(hào)，并將其無線發(fā)送到手機(jī)應(yīng)用程序。這揭示了其具有個(gè)性化物理治療和有助肌肉損傷康復(fù)的潛力。

該設(shè)備靈敏而精確，可詳細(xì)記錄身體的運(yùn)動(dòng)，精確到每個(gè)肌肉群。將該設(shè)備連接到身體的不同部位，研究人員可清楚地測量喝水時(shí)的喉嚨運(yùn)動(dòng)，走路時(shí)的腳踝運(yùn)動(dòng)，甚至從手腕監(jiān)測一個(gè)人的脈搏。當(dāng)安裝在人的二頭肌上時(shí)，該設(shè)備可顯示用戶是彎曲手臂還是握緊拳頭，以及程度或力量。

為了模擬真實(shí)世界的條件，如汗流浹背和大雨，研究小組用水噴霧將設(shè)備弄濕，并測試其信號(hào)輸出，結(jié)果信號(hào)仍然很強(qiáng)。

除了防水，該設(shè)備還具有伸縮性和耐用性，可延伸3.5倍的長度，并經(jīng)受住10萬次變形。從生產(chǎn)的角度來看，這款設(shè)備很容易制造，并且具有高度的可擴(kuò)展性，每個(gè)補(bǔ)丁程序的成本估計(jì)不到3美元。

該設(shè)備的另一個(gè)亮點(diǎn)是它的自供電特性。將生物機(jī)械力轉(zhuǎn)換為電能意味著這個(gè)裝置也是一個(gè)發(fā)電機(jī)，這避免了在可穿戴電子設(shè)計(jì)中通常需要安裝的笨重和堅(jiān)硬的電池組。

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