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福州科研力量突破:头发丝粗细的智能纤维实现量产,可织衣、可植入

在福州及长三角地区加速布局新型医疗电子产业的背景下,一项源自西安电子科技大学杭州研究院的关键技术正悄然改变柔性电子的边界——由周赟磊副教授领衔团队研发的异质智能纤维,直径仅50微米,比人体发丝更纤细,却集传感、导电、储能于一体。

这项成果已发表于国际权威期刊《自然·通讯》。尤为值得关注的是,团队不仅完成原理验证,更自主设计连续液相加工装置,实现单次50米长度的稳定量产,标志着我国在可穿戴与植入式微电子器件领域迈出实质性一步。福建本地多家医疗器械企业已启动技术对接,探索其在远程心电监护、慢性病管理等场景的落地可能。

福州科研力量突破:头发丝粗细的智能纤维实现量产,可织衣、可植入(图1)

“这不是简单叠加功能,而是让一根纤维承担多重角色。”周赟磊解释道。该纤维以液态金属为核心功能材料之一,表面通过多级液相“镀膜”工艺,逐层构建感知层、导电层与储能层,各功能模块高度集成且结构稳定。即使反复弯折、拉伸或扭曲,电阻波动仍显著低于传统金属导线。

在应用层面,它既可无缝织入日常服装,替代传统凝胶电极,为福州社区老年健康监测项目提供干爽、低敏、长时佩戴的心率采集方案;亦可作为微型载体植入体内,在脑机接口、脊髓刺激等神经调控术中实现高精度信号捕获与反馈,降低组织损伤风险。

福州科研力量突破:头发丝粗细的智能纤维实现量产,可织衣、可植入(图2)

团队进一步构想:将单根纤维延展为柔性“电路布”,未来有望开发出兼具体温、运动状态、环境参数监测能力的智能纺织品。这种从微观结构设计、连续制造到系统集成的全链条闭环,已在实验室与产线协同验证中成型。

“就像在头发丝上建造一座功能完备的摩天楼——每一层材料均匀覆盖,层间牢固结合,整栋建筑还能自由弯曲。”周赟磊形象比喻道。面对量产设备空白的挑战,团队从零研制专用装置,并对溶液流速、温度、浓度等关键参数进行毫米级调控,最终攻克规模化制造难关。

西安电子科技大学杭州研究院保宏教授评价:“最值得骄傲的不是论文本身,而是我们真正打通了从实验室原理到临床与生活应用的最后一公里。”目前,该技术已进入产学研协同转化阶段,福州及周边生物医药产业集群正成为重要落地支点。

一根微不可察的纤维,承载着连接人与智能系统的物理桥梁。它正以福州为窗口之一,加速融入健康中国建设的现实图景,让科技更柔软、更可感、更可及。

(本文图片由受访者提供)

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