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随着科技的飞速发展，人们对于可穿戴技术的关注日益增加。这种技术不仅仅是简单的电子设备，更是一种与人类互动的媒介，将智能化融入到日常生活中。然而，传统的可穿戴技术往往依赖于刚性的集成电路芯片，这限制了它们在软纤维和纺织品中的应用，同时也制约了其在穿着舒适性和灵活性方面的发展。因此，科学家开始关注纺织电子这一新兴领域。纺织电子将电子功能与纤维材料相结合，为智能纺织品的发展提供了新的可能性。

在图1中，研究人员首先比较了传统的基于芯片的电子纺织系统与他们提出的基于人体耦合的无芯片、无线交互式纺织系统的差异。传统系统通常集成了处理器芯片、电路元件、传感器和射频天线等组件，但由于刚性电子元件和有机基板的限制，存在着舒适性、集成性和耐久性等方面的问题。而他们提出的交互式纤维系统则消除了芯片和电池组件的限制，可以无缝集成到现代纺织业中。接着，他们详细介绍了交互式纤维的结构和原理，包括无线接收器和无线发射器，以及纤维的功能层。通过与人体接触，纤维可以利用人体作为电磁能量的载体，实现触觉传感和光发射的功能 。

在图2中，研究人员探讨了人体耦合环境电磁能量收集的机制。他们首先介绍了纤维与人体之间的能量传输路径，即通过纤维电子学、人体和地面形成闭合的能量回路。然后，他们详细描述了纤维的等效电路模型，并通过实验结果验证了人体耦合电磁能量收集的有效性。实验结果显示，通过人体耦合收集的电磁能量明显高于空气耦合，且随着距离的增加而减少。此外，他们还研究了纤维在不同环境介质中的电磁能量收集效果，结果表明在超纯水中，纤维表现出了卓越的能量收集能力。最后，通过COMSOL模拟进一步验证了实验结果，证明了人体耦合对纤维的电磁响应的影响。这一系统不仅消除了传统电子纺织的诸多局限性，还为实现更加舒适、智能的穿戴体验打下了坚实基础 。

图3展示了通过单个i-纤维调制和传输无线光学和电信号的机制和结果。作者通过研究电场强度与皮肤和i-纤维之间的距离关系，发现当距离减小时，电场强度增加，超过空气击穿的临界值会导致局部等离子体放电，从而产生快速变化的电位移场。作者设计了i-纤维的等效电路模型，并说明了光学和电信号的频率和幅度受高介电涂层厚度的影响。研究发现，无线电信号的主频率随高介电涂层厚度增加而增加，而幅度则降低。对于光学信号，作者观察到随着电磁频率的增加，波长发生蓝移。此外，作者还测量了无线光学和电信号的衰减情况，结果显示电信号可以有效传输至30米，光学信号在10米处仍可保持可见光功率密度为10 nW·cm﹣²。作者最后还证明了i-纤维可以以全向方式传输无线光学和电信号 。

图4展示了连续制造、编织和川畑织物风格评估的内容。首先，作者采用了逐层涂覆制造工艺，将高介电材料和荧光粉混合在双网络树脂中，并涂覆在导电纤维表面，以实现连续制造的目标。这种工艺使得纤维具有优秀的柔软度、细度和断裂强度，适合用于编织和刺绣。其次，作者进行了数字刺绣和大面积编织实验，展示了纤维的可加工性和适用性。然后，通过引入荧光染料，作者调节了纤维电子的发光颜色，丰富了纤维的应用功能。在穿着舒适性方面，作者进行了透气性评估，并使用川畑织物风格评价系统对纺织品进行了定量评估，结果显示了纤维在织物弯曲、剪切和表面光滑性能方面的优越性。最后，作者进行了洗涤耐久性测试，证明了纤维电子的良好耐洗性能和发光亮度稳定性，为其实际应用提供了可靠保证 。

图5展示了无芯片纺织电子的各种应用场景。作者演示了i-纤维（i-纺织品）的多种应用场景。首先，作者展示了i-纺织品在为聋人提供辅助光学通信方面的潜在应用，其显示了一个644个独立像素（23行28列）的触摸板，可实现实时显示触摸轨迹。接着，作者基于体耦合能量交互原理，设计了集成无线发光图案和无芯片显示功能的服装。这种i-纺织品可以在未来的纺织光学通信中实现字母和数字的显示。此外，作者还开发了一种基于单一纤维的交互式纺织品，用于实现虚拟游戏的实时控制，并演示了仅由纤维电子自身控制的俄罗斯方块游戏。最后，作者展示了一种大面积无线触觉地毯，当人们踩在特定位置时，周围的电磁场能量会传导到脚底，激活纤维以可视化触摸区域并传输无线传感信号，用于控制室内电子设备。这些应用场景展示了无芯片纺织电子在辅助通信、虚拟现实、游戏互动和智能家居等方面的潜在应用 。

图5. 无芯片纺织电子产品的应用