N晚报记者 王卫国
4月5日,东华大学材料科学与工程学院先进功能材料课题组在国际顶级学术期刊《Science》(《科学》)上发表了题为“Single body-coupled fiber enables chipless textile electronics”的研究论文。这个团队研发出一种新型智能纤维,其编织的智能纺织品无需依赖芯片和电池,便可实现人机交互功能。
而该论文的第一作者、东华大学材料科学与工程学院博士研究生杨伟峰是土生土长的嘉兴人。昨天,记者采访了这位不到30岁的青年科技才俊。他说,自己希望让日常穿戴的服装具有更多新型功能,并一直为之努力着。
科研硕果累累
1995年1月出生的杨伟峰,家在秀洲区新塍镇新庄村,从嘉兴一中毕业后考入武汉科技大学无机非金属材料专业,后赴东华大学攻读硕士和博士学位,专业为纤维电子材料。
作为材料科学与工程学院2019级博士研究生,他从事可穿戴电子纺织品研究,以一作/共一的身份在《Nature Communications》(《自然通讯》)、《Advanced Materials》(《先进材料》)和《Nano Energy》(《纳米能源》)发表论文4篇,授权发明专利6项,主持中央高校基本科研业务专项基金1项,先后获得上海市青少年明日科技之星,第六、七、八届上海市大学生新材料创新创意大赛一等奖,第八届全国青年科普创新实验暨作品大赛上海赛区一等奖(全国二等奖),第十八届陈嘉庚青少年发明奖一等奖,第十届“上汽教育杯”上海市高校学生科技创新作品一等奖以及博士研究生国家奖学金等荣誉。此外,杨伟峰积极投身科技成果转化,在团队配合下不断取得突破。
“我会带着好奇心和热情,体验新事物、接受新想法,抱着开放的心态面对这个世界,将脑子里堆积的想法用行动去‘折腾’、去实现,在这个过程中,让自己逐渐变得强大、自信且坚定。”杨伟峰说。
据介绍,此次刊登在《Science》上的研究提出了基于“人体耦合”的能量交互机制,并成功研发出集无线能量采集、信息感知与传输等功能于一体的新型智能纤维,由其编织制成的智能纺织品无需依赖芯片和电池,便可实现发光显示、触控等人机交互功能。当期《Science》还专门配发了美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校、麻省理工学院专家对这项成果的评述文章,他们认为,在基础研究方面,该智能纤维和纺织品能够在不干扰人们日常活动的情况下“不知不觉地”大规模采集身体触觉数据,因此能够更高效和便捷地收集人体与外界交互过程中的物理信息,这将有望影响人体物理交互研究基础模型的发展。这一突破性成果为人与环境的智能交互开辟了新可能,具有广泛应用前景。
让服装具备更多功能
“硕士和博士阶段,我的主要研究课题是新型智能材料,用在我们日常穿着的衣服上面,可以对人体的生理参数,比如心跳、血压、血糖指标进行监测。也就是说,我们只要通过一件衣服就可以对各项健康指标进行监测,不需要去医院做各项检测。”杨伟峰向记者介绍了自己的研究工作。
进入21世纪,智能手表、智能眼镜等智能可穿戴设备逐渐成为人们生活的一部分,脑机接口甚至成为身体的一部分,在健康监测、远程医疗和人机交互等领域发挥着越来越重要的作用。然而,可穿戴设备的舒适性、复用性、安全性等问题仍然存在,相较于传统刚性的半导体元件或柔性薄膜器件等,由智能纤维编织而成的电子纺织品具有更好的透气性和柔软度,被视为理想的可穿戴设备载体。
“这款新型纤维所采用的都是市面上比较常见的原材料,原材料成本低,纤维和织物的加工都能用成熟的工艺实现,已具备量产能力。”杨伟峰告诉记者,这样的智能纤维及其织物,应用场景充满想象空间。
杨伟峰说,就在这个月他顺利通过了博士论文答辩。对于未来,他信心满满,“永葆好奇心,是我面对任何难题都永不言弃的动力、勇攀科学高峰的底气。”