可穿戴設(shè)備的進步使電子紡織品成為可能，它將輕巧舒適的紡織品與智能電子產(chǎn)品融合在一起，并作為下一代可穿戴技術(shù)受到關(guān)注。特別是，具有電氣特性的纖維電子設(shè)備在保留紡織品的特定特性的同時，是制造電子紡織品的關(guān)鍵要素。

光電器件通常使用半導(dǎo)體、電極和絕緣體層構(gòu)成;它們的性能受電極尺寸和結(jié)構(gòu)的影響很大。纖維的電子元件為電子紡織品需要在薄的，柔韌的線程來制造; 由于這些器件不能比直徑為幾微米的線寬，因此提高此類纖維電子元件的性能是一個挑戰(zhàn)。然而，韓國科學(xué)家團隊在開發(fā)出克服這些限制的新技術(shù)后一直受到關(guān)注。

由韓國科學(xué)技術(shù)研究院 (KIST) 后硅半導(dǎo)體研究所的 Hyunjung Yi 博士和 Jung Ah Lim 博士領(lǐng)導(dǎo)的一組研究人員宣布，他們已經(jīng)開發(fā)出一種制造纖維電子元件的技術(shù)，例如作為晶體管和光電二極管，通過纏繞具有所需的電極結(jié)構(gòu)。具體來說，可以使用噴墨打印機制造所需的電極陣列，并將涂有半導(dǎo)體表面的電極線卷在這些電極的頂部。

2019 年，易博士和她的研究團隊開發(fā)了一種技術(shù)，通過在由親水性水凝膠制成的模板上印刷碳納米管 (CNT) 油墨并將碳納米管油墨轉(zhuǎn)移到所需表面(納米字母)，在給定表面上構(gòu)建電極陣列。2019, 19, 3684-3691)。一旦印在水凝膠上，碳納米管電極的行為類似于漂浮在水面上。因此，研究人員預(yù)測了通過在電極上滾動纖維，將這種電極完整地轉(zhuǎn)移到纖維表面的可能性。在與 Lim 博士及其團隊的合作研究中，研究人員能夠在不損壞半導(dǎo)體層或 CNT 電極的情況下開發(fā)高性能纖維電子元件。用CNT電極包裹的光纖晶體管即使在1.75 mm的急劇彎曲半徑下也能保持至少80%的穩(wěn)定性能。

利用 CNT 電極的半透明特性，研究人員還成功地開發(fā)了光纖光電二極管，通過將 CNT 電極纏繞在涂有半導(dǎo)體的電極線周圍，該半導(dǎo)體在吸收光時產(chǎn)生電流。光纖光電二極管可以檢測范圍廣泛的可見光，并且具有與剛性組件相當?shù)某錾`敏度。研究人員用包含這些光電二極管和發(fā)光二極管 (LED) 的織物制造了手套。LED 產(chǎn)生光，光電二極管測量手指反射的光強度，該強度根據(jù)血流變化。因此，手套可用于測量佩戴者的脈搏。

林博士表示：“我們開發(fā)的手指手套脈搏監(jiān)測器可以替代傳統(tǒng)的夾式脈搏監(jiān)測設(shè)備。它的優(yōu)點是質(zhì)地舒適柔軟，對患者更親近，并且能夠測量隨時隨地實時掌握脈搏。” 聯(lián)合研究員易博士表示：“這項研究提供了一種新的電極制造方法，這仍然是光纖器件開發(fā)中需要解決的一個重要問題。我們預(yù)計這些發(fā)現(xiàn)將推動該領(lǐng)域從提高光纖光電元件發(fā)展光纖電子器件 具有復(fù)雜的電路。”

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