Nat Commun:一种用于可穿戴电子产品的具有磁弹性的软纤维
Nanoyu Nanoyu 2021-11-19


磁弹效应是指材料在机械变形下磁性能的变化,这种变化通常见于某些刚性金属或金属合金中。

近日,加州大学洛杉矶分校陈俊教授报道了与传统的刚性纤维相比,一维(1D)软纤维也存在磁弹性效应,并具有更强的磁力耦合。

文章要点

1通过操纵机械变形下的磁偶极-磁偶极相互作用,研究人员观察到了一维(1D)软纤维的磁弹性效应,具有一系列引人注目的优点:i)在柔软纤维中实现了磁弹性效应,杨氏模量约为630 kPa,在机械上与人体兼容;ii)使1D软纤维变形所施加的压力在450 kpa范围内,可由人类日常活动获得;iii)它不需要外部磁场。这些特性使1D软纤维在构建软物质技术方面具有广泛的适用性。

2研究人员开发了一种纺织磁弹性发电机(MEG),它依靠一种耦合磁弹性效应和磁感应的两步转换机制。该器件的短路电流密度为0.63 mA cm−2,内阻抗为180 Ω。同时,由于磁场可以穿透水而强度损失可以忽略不计,纺织品MEG本质上是防潮的,不需要额外的封装。

3在大汗淋漓的情况下,应用可穿戴纺织品脑磁图将动脉脉搏转换为电信号,用于测量自给能量的心血管参数。此外,还开发了基于内置算法的定制手机应用程序(APP),用于一键健康数据共享和数据驱动诊断。

由于具有固有的湿阻、大电流和低内阻等特性,可以预见,1D纤维的磁弹性效应可以作为软物质电子的基础,在能源、医疗、机器人和人工感知领域有着广泛的应用。

 

参考文献

Zhao, X., Zhou, Y., Xu, J. et al. Soft fibers with magnetoelasticity for wearable electronics. Nat Commun 12, 6755 (2021).

DOI:10.1038/s41467-021-27066-1

https://doi.org/10.1038/s41467-021-27066-1


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