柔性可穿戴設備 智能織物 ，聲學纖維

  織物Fabrics ，因其化學組成和結構 ，傳統上就可以用於吸聲體 acoustic absorbers 。

  近日 ，麻省理工學院 Yoel Fink團隊Wei Yan一作 ，在Nature上發文 ，報道了一種聽覺係統仿生織物 ，可以作為靈敏的聽覺麥克風 ，同時保留了織物的傳統品質 ，如機洗性和懸垂性 。織物介質是由棉經紗cotton warp緯紗weft中的高楊氏模量紡織紗線 textile yarns組成 ，將可聽頻率10-7個大氣壓微弱壓力波 ，轉換為低階機械振動模式 。編織到織物中的是熱拉伸複合壓電纖維 ，其與織物一致並將機械振動轉換為電信號 。

  纖維靈敏度的關鍵是彈性覆層 ，該覆層將機械應力集中在壓電複合層中 ，該壓電複合層具有大約每牛頓46皮庫倫的高壓電電荷係數 ，這是熱拉伸工藝的結果 。響應於可聽聲激勵的電輸出和空間振動模式的同時測量 ，揭示了具有納米振幅位移的織物振動模式是纖維電輸出源 。由於纖維占織物體積比例小於0.1% ，一次纖維拉伸 ，就能製造出數十平方米的織物麥克風 。

  三個不同應用舉例說明了這項研究的有用性 ：帶有雙聲纖維的機織襯衫 ，可以測量聲脈衝的精確方向 ，在作為聲音發射器和接收器的兩個織物之間 ，建立雙向通信 ，以及襯衫聽診心音信號 。

圖1 ：織物話筒設計與原理 。

圖2 ：聲學纖維製造和表征 。

圖3 ：膜上聲學纖維表征 。

圖4 ：機織聲學織物製造和表征 。

圖5 ：整合到襯衫中的機織吸聲織物應用實例 。

  該項研究 ，實現了聲學織物的原理 、材料和機製 。所得到的織物 ，能夠以與商用麥克風相當的性能 ，有效地檢測可聽見的聲音 。在聲音方向檢測 、聲學通信和心音聽診方麵的應用表明 ，該技術具有廣泛適用性 ，可促進基於織物的人機界麵 、生理監測和保健 、航空航天工程 、通信 、生物醫學 、機器人和計算織物發展 。

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