Электронные устройства волоконной формы

Текстильная электроника, встроенная в одежду, представляет собой перспективное новое направление для современных систем здравоохранения и связи. Основой развития такой текстильной электроники является превращение волокон, формирующих ткань, в электронные устройства. Электронное волокно должно пройти всестороннюю оценку перед его выбором для многофункционального текстиля — от выбора материала и архитектуры устройства до удобства носки и устойчивости к механическим нагрузкам, экологической совместимости и управления на этапе конечного использования. В настоящей работе рассматриваются требования к эксплуатационным характеристикам электроники волоконной формы с учетом свойств отдельных электронных волокон и их сборок в составе интеллектуальной одежды. В статье освещаются: (i) стратегии получения электронных волокон с требуемыми свойствами — от прекурсоров до материалов; (ii) современное состояние электроники волоконной формы, включая светоизлучающие устройства, солнечные элементы, сенсоры, наногенераторы, суперконденсаторные накопители энергии и хроматические устройства; (iii) механизмы функционирования перечисленных устройств; (iv) ограничения современных материалов и технологий изготовления устройств, препятствующие достижению целевых характеристик; и (v) пробелы в знаниях, которые необходимо минимизировать до внедрения этих технологий. Выводы, полученные в результате обзора проблем и перспектив разработки электронных компонентов волоконной формы, представлены как направления дальнейших исследований в области носимой электроники.