可穿戴设备往往是以独立设备的形式存在的，会面临便携性、舒适性等方面的难题，如果能直接将普通的服饰与电子设备相结合，将极大的提高可穿戴设备的实用性。最近，南洋理工大学与中国科学院的研究人员成功开发出了一种细如头发丝的半导体纤维，这种纤维可编织入各种织物中，直接用来制造智能可穿戴电子产品。
使用了该半导体纤维的帽子
具有实用价值的半导体纤维必须灵活且无缺陷，才能实现稳定的信号传输。然而，现有的制造方法会产生应力和不稳定性，导致半导体核心出现裂纹和变形，对其性能产生负面影响。为此研究团队进行了大量的建模和仿真，最终通过精确控制材料的熔点和热膨胀率，成功地将半导体材料拉成长线，同时避免了缺陷的产生。
这种半导体纤维主要材料为硅芯和锗芯，两者分别被石英玻璃管和铝硅酸盐玻璃管包裹。硅芯的版本适用于极端环境，锗芯的版本则支持包括Li-Fi网络在内的光基技术。通过将半导体芯插入玻璃管加热并拉伸，然后与聚合物管和金属线结合，再次加热拉伸，研究团队最终制造了长达100米的无缺陷光纤。
为了展示这些纤维的实际应用，研究团队还设计了三个可穿戴原型。其中包括一顶无檐智能小便帽，可通过手机应用程序上的警报帮助视障人士安全过马路；一件“智能上衣”衬衫，设计在美术馆和博物馆中使用，用于接收关于展品的信息并传送到佩戴者的耳机中；一款智能手表腕带，利用纤维测量心率，无需传统的刚性传感器，即使在体育活动中也能测量心率。
使用该材料制成的衬衫和表带
这项技术的成功开发不仅展示了硅和锗制造柔性组件的可能性，也为未来智能织物的研究和应用开辟了新的道路。随着这种纤维技术的进一步完善和商业化，我们可以期待在不久的将来，更多创新的智能可穿戴产品将进入市场，为人们的日常生活带来便利。
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