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革新穿戴设备:健康监测与发电的新兴"动力服"技术

革新穿戴设备:健康监测与发电的新兴 动力服 技术

您知道吗?纳米材料、制造工艺与服装面料的融合,正酝酿全新可穿戴"动力服",可监测患者健康、发电储能——可能性无穷。

四大制造业美国研究所联合NIST MEP中心,凭借可快速应用于新领域的商业技术发展,在该产业及供应链中扮演关键角色。

纳米材料开发加速,更多应用涉及高技术设备与百年老品融合。服装行业新趋势之一便是"动力服"。

能量采集

能量采集指从外部源头(太阳能、热能、风能、盐度梯度、动能/环境能)获取能量、捕获并存储,供微瓦/毫安级超低功耗设备使用,如穿戴电子、无线传感器网络。随设备功耗极低化,此领域愈发重要。服装业尤为关注将"运动"转化为能量。

该领域潜在应用可改变生活。

老人跌倒检测、为心脏起搏器等植入物供电、服装嵌入GPS定位徒步者或迷路阿尔茨海默患者等皆为可能1。转化基于两大已知物理现象:压电效应与摩擦起电效应。压电效应关联电信号与机械力,摩擦起电效应指两种不同材料接触后收集异性电荷。

制造业美国研究所与MEP中心的角色

动力服等高技术服装要求四大高度集成领域的商业技术发展:柔性传感器、"智能"数据利用、功率电子、面料。这些正是近期成立的四大制造业美国研究所的技术聚焦领域:

革新穿戴设备:健康监测与发电的新兴 动力服 技术
PowerAmerica使命:开发先进制造工艺,实现宽禁带(WBG)半导体大规模量产,使电子元件比硅基半导体更小、更快、更高效。

革新穿戴设备:健康监测与发电的新兴 动力服 技术
NEXTFLEX致力于催化美国柔性混合电子(FHE)生态系统,通过投资FHE材料规模化、薄化器件加工、器件/传感器集成印刷封装、系统设计工具、可靠性测试建模,推动FHE制造新纪元商业化。

革新穿戴设备:健康监测与发电的新兴 动力服 技术
清洁能源智能制造创新研究所汇聚跨学术界、产业界、非营利机构近200合作伙伴,覆盖30余州,推动智能传感器与数字过程控制进步,根本性提升美国先进制造效率。

革新穿戴设备:健康监测与发电的新兴 动力服 技术

国家级非营利组织、获产学研风投支持的美国先进功能面料协会(AFFOA)研究所,将加速高功能面料大规模商业化。含纤维材料与制造工艺最新突破,即将让我们设计生产能看、能听、能感知、通讯、储能转换、调温、监测健康、变色的面料——"面料革命"曙光初现。

在全美制造商落地采纳新技术的关键环节,是2016年启动的"制造业美国研究所嵌入MEP试点项目"。试点主要目标:

仅仅是开始

动力服开发仅触及物理现象、纳米材料、新技术采纳融合可能的进步冰山一角。最先进产品商业化生产,需要整合新技术发展与工艺的供应链。通过制造业美国研究所与MEP中心协作,制造商将触达原本难以进入的市场,向消费者推出创新新品。

若对这些发展感兴趣,请联系您当地MEP中心或NIST MEP总部:301-975-0413。


1. "Nanotechnology could bring us a whole new 'power suit'", CEN.ACS.ORG, January 16, 2017, P15-17.

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