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                    《科學畫報》

                    開博時間:2016-07-01 14:43:00

                    由中國科學社于1933年8月創刊,距今已有80年的歷史?!犊茖W畫報》在80年的辦刊歷程中,形成了通俗生動、圖文并茂地介紹最新科技知識,形式多樣地普及科學技術的特點,對提高廣大群眾的科學水平,啟發青年愛好科學、投身科學事業起了很大的作用,當今的不少著名學者、教授、科學家,青少年時代都曾受到它的熏陶和啟發。

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                    未來我們穿什么?

                    2020-02-28 17:19:00

                      研究人員正在開發許多超乎想象的智能衣服,它們有的能為我們的生活提供更多方便,有的能讓人看起來更漂亮、更顯魅力。

                      可變換色彩和圖案

                      研究人員開發了一種可通過智能手機來變換織物顏色和圖案的技術。這種智能織物是由細如頭發絲的多股紗線織成的,每股紗線里面含有銅絲,外面包覆聚酯纖維、尼龍或其他聚合物材料。穿戴者可通過智能手機將信號發送給服裝上的微型電池組來控制服裝的外觀,使其呈現條紋、格子或其他圖案。

                      這樣的智能服裝適用于很多場景。午餐時不小心把湯汁灑在淺色襯衫上,怎么辦?沒關系,改換一下服裝顏色,用深色調將污漬隱藏起來。出門后發現陽光太強烈,或天黑后騎自行車回家,想要換穿淺色衣服嗎?只要點擊手機屏幕就能搞定。這種面料也可以用于箱包、汽車內飾、窗簾和家具。

                      可證明你的身份

                      未來,智能服裝上的信息將足以證明你的身份。研究人員發明了一種可存儲個人信息的織物,所存儲的數據可以被磁力儀讀取出來。研究人員已將這種磁性密碼寫入領帶、腰帶和腕帶中,目前他們正在研究如何將更多的數據壓縮存儲到織物中。

                      有了可以存儲數據的服飾,你只要舉起衣袖簡單掃描一下,就能進入辦公室或公寓。對于那些經常找不到鑰匙的人來說,太省心了!

                      助你微調身體動作

                      學打高爾夫球、學彈鋼琴,或想矯正坐姿,動作感應服裝會讓這一切變得很容易。這種智能服裝能探測到人體的輕微動作變化,然后幫助你進行微調。

                      這種服裝中嵌入了超薄運動探測器。探測器的關鍵組成部分是一層叫作巴克紙的材料,它其實是一種密度很高的碳納米管。巴克紙在通常情況下是導電的,但被拉伸時,納米管網絡間會產生間隙,從而阻礙電荷流動。研究人員利用這一特點,通過巴克紙的電阻以及材料拉伸的變化來監測人體的輕微變化,幫助人們進行動作微調。對于那些需要在短時間內對動作進行微調的人來說,巴克紙傳感器非常有用。此外,人們的動作(比如彎曲膝蓋的方式)是否健康、通過心率和肌肉變化體現出來的情緒狀態,這些都可以通過巴克紙傳感器檢測到。

                      采用特制的發光面料

                      在一些表演中,演員穿著鑲有發光二極管(LED)的禮服,令人眼前一亮。但常規的發光二極管太硬太脆,研究人員新開發了一種發光面料,其中嵌入了超薄超柔韌的有機發光二極管(OLED),用這種面料做成的服裝可以滿足日常穿著的要求。

                      研究人員將厚度只有200納米的有機發光二極管壓制到超細的聚酯纖維上。每層有機發光二極管只能發出一種顏色的光,但通過許多可以變換顏色的像素就能顯示文字和圖案等信息。晚上出門散步或者騎自行車,穿上這種發光的衣服會更安全。發光服裝還可用于光療?;加屑竟澬郧榫w失調的人通常要接受光療:用特殊的光療燈模擬室外陽光照射來達到治療目的。今后,他們只要穿戴上發光的襯衫或帽子就可以進行光療,不會因為時間或空間的限制而中斷治療。研究人員還設想把智能手機的屏幕放在衣服袖子上,這樣就不用從口袋里掏出手機來看了。

                      用陽光和身體運動提供動力

                      智能服裝的電池壽命是影響其應用的關鍵問題之一。工作一整天之后,沒有人想脫下智能服裝,然后插上電源充電。那么,為什么不能設計出一種將陽光和運動能量轉化為電能的智能服裝呢?

                      研究人員已經推出了這種能量收集織物。這種織物主要由合成聚合物和羊毛纖維制成,具有質量輕、靈活、透氣的特點。其中所含的光電材料可以捕捉陽光產生電能。這種織物還能將運動能量轉化為電能??椢镏泻幸环N與銅線交織在一起的儲存電子的聚合物,可輕易將電子釋放出來。隨著穿戴者的動作,織物不斷壓縮和放松而產生電能。這種材料可縫在袖子里,通過手臂的擺動產生能量,或嵌在鞋底,通過行走獲得能量。在你穿上用這種織物做的衣服走動或坐在陽光下時,衣服就開始收集能量,存儲在連接到服裝上的電容器或電池中。電能存儲設備甚至可以用含有銀鋅氧化物的噴墨直接打印到衣服上。這種能量收集織物也可做成帳篷,當帳篷沐浴在陽光下或被風吹動時,就可以給露營者的設備充電。

                      嵌有微型熱電發電機

                      如果衣服上嵌有熱電發電機,那么就可以將身體產生的熱量轉化為電能。

                      研究人員開發了一種紐扣大小的微型發電機,其中包含夾在兩塊陶瓷板之間的半導體棒。當發電機的一側比另一側更熱時,就會產生一個微小的電壓。將每根半導體棒的正極與相鄰半導體棒的負極相連,所有微小電壓加在一起形成更大的電壓,就像將幾節電池正負極相接放在手電筒里一樣。研究人員將微型熱電發電機嵌入T恤中。如果穿著這件衣服不走動,不會產生太多能量,因為皮膚和周圍空氣之間的溫差很??;如果站起來走路或慢跑,身體溫度升高,發電機一側較熱,裸露在外的一側較冷,就會產生較多能量。目前的微型熱電發電機還不能為智能手表或手機提供足夠的電能。但是,幾厘米寬的微型熱電發電機可以為心電監護器等低功率傳感器供電。研究人員正在研究如何提高微型熱電發電機的效率,以支持更耗電的電子產品。一旦研究成功,這種技術將會比太陽能發電更有優勢:坐在客廳沙發上,你也可以為你的智能手表和手機充電。

                    本文來自《科學畫報》

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