智慧紡織材料新突破！能以體溫和陽光充電

加拿大科學家近期開發智慧紡織材料（smart fabric），可將體熱和太陽能轉為電能，無需接電源即可讓電子裝置運作，可與監測溫度、機械力等穿戴裝置整合，提供源源不絕的電力。論文刊登於《材料科技》（Journal of Materials Science & Technology）期刊。

這項研究是加拿大滑鐵盧大學（University of Waterloo）與中國江南大學紡織科學與工程學院科學家合作研發，成功將新穎二維奈米材料「邁科烯」（MXene）和導電聚合物等先進材料透過尖端技術結合，推出智慧紡織材料，可用於穿戴裝置供電。現有穿戴裝置通常依賴外部電源，需頻繁充電，突破性創新材料不僅有機會翻轉限制，並比其他織料更穩定、耐用具成本效益。

邁科烯為繼「石墨烯」（graphene）後極有潛力的全新二維奈米材料，由導電性二維碳化物、氮化物和碳氮化物組成。2011 年美國卓克索大學（Drexel University）研發成功，由過渡金屬（鈦或釩）及碳或氮化合物組成，構造類似石墨烯，具高導電性、高電磁阻隔特性、高靜電容量及親水性。廣泛用於電子裝置、儲能設備、感測器與生物感測器、水質淨化等。

智慧紡織品有種頗具前景的應用是智慧面罩（smart face masks），可監測呼吸溫度和速率，檢測呼吸化學成分、病毒、肺癌或其他疾病。另一種可能應用是將陽光轉成電能的發熱外套，寒冷冬天穿上這外套散步，不僅保溫更能持續供暖；也可能生產以體溫供電監測心率和體溫的襯衫。這些想像不久的未來都有機會實現。

滑鐵盧大學化工系教授、主要作者李宇寧（Yuning Li，音譯）博士說：「我們開發具多功能感測能力和自主供電的紡織材料，更接近智慧織物實際應用。」

人工智慧迅速發展，持續監測健康、食品和藥品儲存、環境品質等可獲大量數據訓練 AI 模型。然為了滿足數據收集，傳統笨重感測器難隨身攜帶，結合智慧紡織品的穿戴式裝置，顯然更有利 AI 發展。

印刷製造感測元件（printed sensors），輕薄靈巧有整合至智慧紡織品的潛力，是連續數據收集和監控的理想選擇。滑鐵盧大學團隊下階段研究，專注提高織物性能，與電子和資訊工程師合作開發整合感測元件的智慧織物。產品包括與智慧手機連線的智慧感測衣，可追蹤使用者體溫、脈搏等，再經手機傳給醫療人員，以即時非侵入性監測健康。