触敏弹性纤维为电子产品提供了新的接口

北卡罗来纳州立大学的研究人员创造了可与电子设备连接的弹性触敏光纤。

“触摸是使用键盘和触摸屏与电子设备进行交互的常用方式，”北卡罗来纳州立大学化学与生物分子工程教授迈克​​尔·迪基(Michael Dickey)说道，他是一篇描述这项工作的论文的通讯作者。“我们已经制造出柔软且可拉伸的纤维，可以检测触感，以及拉伸和扭曲。这些微观纤维可用于将电子设备集成到新的地方，包括可穿戴设备。”

新纤维由管状聚合物股线制成，包含液态金属合金，共晶镓和铟(EGaIn)。这些股线的直径只有几百微米，比人的头发略厚。

每根纤维由三股组成。一个是完全填充EGaIn，一个是三分之二填充EGaIn，一个只有三分之一填充EGaIn。然后将细长管捻合成紧密的螺旋形。

触摸响应光纤由于电容或者在由绝缘体隔开的两个导体之间存储电荷的现象而起作用。例如，当您的手指(导体)接触智能手机的屏幕(绝缘体)时，它会改变手指与屏幕下方电子材料之间的电容。然后，智能手机的技术将电容变化解释为打开应用程序或在键盘上键入的命令。

同样，当您的手指接触弹性纤维时，它会改变手指与绝缘聚合物线内的EGaIn之间的电容。通过沿光纤移动手指，电容会发生变化，具体取决于光纤中该点有多少EGaIn。

研究人员还开发了一种使用两根聚合物链的传感器，这两根聚合物线完全充满了EGaIn。

再次，股线被扭曲成紧密的螺旋。增加扭曲的数量会使弹性股线伸长并使两个管中的EGaIn更靠近在一起。这改变了两股之间的电容。

“我们可以根据电容的变化判断出光纤被绞合了多少次，”Dickey说。“这对于扭转传感器的使用很有价值，扭矩传感器可以测量旋转的次数和速度。我们的传感器的优点是它采用弹性材料制成，因此可以扭曲100倍以上 - 两个数量级 - - 比现有的扭转传感器。“