坚固的基于织物的压电式能量收集器使我们更靠近可穿戴电子设备

KAIST的研究人员展示了一种高度灵活但坚固耐用的可穿戴式压电收割机，该收割机采用了热压和流延铸造的简单工艺。这种具有高界面粘合强度的能量采集器将使我们离制造嵌入式可穿戴电子产品更近一步。洪胜丰教授领导的研究小组表示，这一结果的新颖之处在于其简单性，适用性，耐用性以及可穿戴电子设备的新特性。

从小型电子设备到嵌入式设备(例如传感器，致动器，显示器和能量收集器)，可穿戴设备正越来越广泛地用于各种应用中。

尽管具有许多优点，但高成本和复杂的制造工艺仍然是实现商业化的挑战。另外，它们的耐久性经常受到质疑。为了解决这些问题，洪教授的团队开发了一种新的制造工艺和分析技术，用于测试价格适中的可穿戴设备的机械性能。

对于这一过程，研究团队使用了热压和流延工艺将聚酯和聚合物薄膜的织物结构连接起来。由于其高粘合性，通常在制造电池和燃料电池时使用热压。最重要的是，该过程仅需要两到三分钟。

新开发的制造工艺将能够使用热压将设备直接应用于普通服装，就像可以使用热压将图形补丁粘贴到服装上一样。

特别地，当将聚合物膜在低于其结晶温度的温度下热压到织物上时，其转变为非晶态。在这种状态下，它紧密地附着在织物的凹面上，并渗入横向纬线和纵向经线之间的间隙。这些特征导致高的界面粘合强度。因此，通过将基于织物的可穿戴设备直接应用于普通服装，热压有潜力降低制造成本。

除了常规的弯曲循环耐久性测试外，新引入的表面和界面切割分析系统还通过测量织物与聚合物膜之间的高界面粘合强度，证明了基于织物的可穿戴设备的高机械耐久性。洪教授说，这项研究为使用织物和聚合物的可穿戴设备的制造过程和分析奠定了新的基础。