IJEM

作者

羅華昱，楊賡，楊華勇，鄭音飛，徐凱臣

機構

浙江大學

Citation

Luo H Y, Yang G, Jin Z G, Cai Z M, Li Y B, Lu Y Y, Wang J, Yang H Y, Zheng Y F, Xu K C. 2025. Textile hybrid electronics for monolithically multimodal wearable monitoring and therapy. Int. J. Extrem. Manuf.7035506.

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https://doi.org/10.1088/2631-7990/adb5dd

撰稿 | 文章作者

1. 文章導讀

織物具有優異的透氣性和力學強度，有望替代傳統可穿戴電子設備的基底材料，保障長期穿戴的舒適性。然而，在織物基底上構建機械性能可靠、功能通用的異構集成電路仍然存在挑戰。

近期，浙江大學機械工程學院楊華勇院士團隊，提出了一種兼具系統級功能和機械可靠性的織物混合電子（Textile hybrid electronics），展現了在多模態健康管理的應用潛力，相關成果以題為“Textile hybrid electronics for monolithically multimodal wearable monitoring and therapy”發表在SCI期刊《極端制造（英文）》上，并入選封面。

圖1激光制造的織物混合電子及其多模態健康管理應用。

2. 圖文解析

本研究的創新之處在于提出了一種在通用織物基底上構建任意平面電路與豎直導電互連的方法，得到的雙層織物電路可以與激光誘導柔性傳感器和剛性芯片一體化集成。通過氣壓驅動的導電介質滲透工藝，可以在不破壞織物本征結構的情況下，在指定區域實現豎直導電互連，可抵抗彎折、對折等外力而不產生明顯的電阻變化。通過激光輔助的轉印工藝，可以將最小線寬0.5 mm的導線轉印至織物基底上（圖2、圖3）。

圖2織物混合電子的制造流程。

圖3織物豎直互連和平面導線的性能表征。

本研究提出的織物混合電子系統展現出優異的機械耐受性，可在搓揉、手洗后仍然正常工作（圖4）。為了展示其系統級功能，本研究結合了激光誘導碳傳感器，構建了一種無線、全集成的織物混合電子系統，可以在穿戴者運動過程中實時監測心電、溫度、呼吸波信號（圖5）。此外，本研究將肌電傳感器、電刺激器和相關所有電路集成在一片織物上，用于監測和緩解肱二頭肌的疲勞（圖6）。織物混合電子在肌肉疲勞過程中監測到了肌電信號的中值頻率變化。同時，其施加的電刺激能加速肌肉收縮力的恢復，展現出監測、治療在服裝上一體化的應用潛力。

圖4織物混合電子的性能表征。

圖5應用展示：用于實時監測多種健康信號的織物混合電子。

圖6應用展示：用于肱二頭肌疲勞監測和緩解的織物混合電子。

關于期刊

International Journal of Extreme Manufacturing(《極端制造》），簡稱IJEM，致力于發表極端制造領域相關的高質量最新研究成果。自2019年創刊至今，期刊陸續被SCIE、EI、Scopus等20余個國際數據庫收錄。JCR最新影響因子21.3，位列工程/制造學科領域第一。中科院分區工程技術1區，TOP期刊。入選中國科技期刊卓越行動計劃二期英文領軍期刊。

期刊網址：

https://iopscience.iop.org/journal/2631-7990

http://ijemnet.com/

期刊投稿：

https://mc04.manuscriptcentral.com/ijem-caep

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撰稿：作者 編輯：梁煜 審核：范珂艷 關利超

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