孙敏 1,*†路旭 1†袁刚 1曹津维 2[ ... ]钱奇 2,**
作者单位
摘要
1 西安交通大学电子陶瓷与器件教育部重点实验室,陕西 西安 710043
2 华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室,广东 广州 510640
3 广东工业大学物理与光电工程学院,广东 广州 510006
微纳热电纤维兼具块体热电材料的优异性能和柔性纤维的结构特点,其在能量转换、热电制冷、温度传感、热管理、热成像等领域具有广阔的应用前景,已成为柔性热电转换领域的研究热点之一。介绍微纳热电纤维的概念和特点;总结微纳热电纤维的化学沉积和物理热拉等制备方法,对比和阐述不同种类的微纳热电纤维的重要性能和应用,对微纳热电纤维的未来发展方向进行分析和展望。
微纳热电纤维 柔性热电材料 化学沉积法 物理热拉法 
激光与光电子学进展
2023, 60(13): 1316012
作者单位
摘要
1 苏州大学纺织与服装工程学院,江苏 苏州 215123
2 浙江大学机械工程学院,流体动力与机电系统国家重点实验室,浙江 杭州 310027
随着可穿戴电子技术的发展,柔性热电器件由于可持续供电能力、可弯曲形变性及便携性等特点成为穿戴能源设备领域的研究热点。然而,目前柔性热电器件存在拉伸性低、透气性缺乏、功能集成性差等问题,限制了其在穿戴设备中的有效应用。一维结构的纤维基可拉伸热电器件具有尺寸小、轻质、可形变性强、可编织等特点,能够实现穿戴织物的集成和人体热能的持续收集。综述可拉伸纤维基热电器件的材料、结构及制备方法,进一步讨论其在自供电传感、热能收集和热电致冷方面的应用,最后对纤维基热电器件的发展前景作出展望,并指出目前存在的关键挑战和难题。
热电材料 可拉伸热电纤维 热能收集 传感 
激光与光电子学进展
2023, 60(13): 1316010
作者单位
摘要
1 江南大学纺织科学与工程学院针织技术教育部工程研究中心,江苏 无锡 214122
2 江南大学设计学院,江苏 无锡 214122
近年来光电子技术飞速发展,在各领域发挥重要作用,尤其在能源和传感领域有较大突破。与此同时,智能可穿戴作为智能终端产业下一个热点已被市场广泛认同,将光电子技术应用于纺织领域制备智能可穿戴设备是一个必然的趋势。纺织材料的柔性、可穿戴性及成熟的加工技术使其成为了智能电子设备的优良载体,结合光电子技术,智能纺织品可具备多种附加功能,包括传感、集能、交互等。重点讨论和总结基于光电子技术的智能可穿戴纺织品的分类、发展及应用,以便更好地与传统纺织结构或技术融合,推进智能纺织品在各个领域的发展。
光电子技术 可穿戴纺织品 传感 集能 
激光与光电子学进展
2023, 60(13): 1316004
唐艺恒 1,2翁阳 1,2陈泽群 1,2李晓静 3,4[ ... ]李兰 1,2,*
作者单位
摘要
1 西湖大学工学院浙江省3D微纳加工和表征研究重点实验室,浙江 杭州 310030
2 浙江西湖高等研究院前沿技术研究所,浙江 杭州 310024
3 浙江大学脑科学与脑医学学院,浙江 杭州 310058
4 浙江大学脑与脑机融合前沿科学中心,浙江 杭州 310058
5 浙江大学光电科学与工程学院,浙江 杭州 310027
6 浙江大学信息与电子工程学院,浙江 杭州 310027
作为光遗传学的重要工具,纳米光遗传探针用于实现对生物体神经元的光刺激,能够辅助神经科学家更具特异性地探索大脑的工作机制,有望用于神经疾病的发病机理分析和治疗。研究人员针对光遗传学刺激的刺激强度、刺激范围、刺激模式、时空分辨率等要求,开发了具有不同光学功能的探针,也针对丰富探针功能如原位电生理记录、化学或生物分子递送等要求,开发了多功能的神经探针。为克服传统光电子器件刚性不可弯折、易对生物体造成损伤等弊端,柔性光学神经探针应运而生。这一类探针在植入时对生物体的损伤小,在植入后能够维持稳定的出光强度,其使用寿命得到保证。本文围绕不同类型、不同功能的光遗传探针以及光遗传探针中的柔性技术进行综述和展望。
光学神经探针 光遗传学 柔性 波导集成型探针 深脑部刺激 生物兼容材料 
激光与光电子学进展
2023, 60(13): 1316001
作者单位
摘要
激光与光电子学进展
2023, 60(13): 1316000
陈智 1,*钟理京 1,**陈梦佳 1,2王宇莹 1[ ... ]邱建荣 3
作者单位
摘要
1 之江实验室,浙江 杭州 311100
2 浙江大学材料科学与工程学院,浙江 杭州 310027
3 浙江大学光电科学与工程学院,浙江 杭州 310027
飞秒激光直写技术由于其超短脉冲持续时间、超高峰值功率、高制造精度和效率,已被广泛应用在透明硬碎材料中3D光波导器件的直写制备。近年来,通过飞秒激光在柔性聚二甲基硅氧烷(PDMS)中直写光波导器件越来越受到人们的关注。本综述从3个方面介绍飞秒激光直写技术在柔性PDMS中直写Type-I型光波导器件的最新研究进展,包括:飞秒激光直写不同类型光波导的基本原理;近5年来飞秒激光在柔性PDMS中直写Type-I型光波导所涉及的材料设计、直写原理和工艺;基于飞秒激光直写柔性PDMS光波导器件在衍射光栅和耳蜗内窥镜的应用研究进展。最后,对该领域研究进展进行总结、分析、归纳,并展望该领域未来研究、应用和发展方向。
飞秒激光直写 柔性PDMS Type-I型光波导 光波导器件 
激光与光电子学进展
2023, 60(13): 1316016
作者单位
摘要
南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院,江苏 南京 210003
二维过渡金属碳/氮化物(MXene)是一类新型二维纳米材料的统称,具有优异的电学、力学性能以及丰富、可调的表面化学特性,在功能材料领域受到了广泛的关注。MXene可以分散在多种溶剂中形成高浓度分散液,超过临界浓度后会表现出向列相液晶特性,使得其可以通过湿法纺丝工艺制备宏观连续的纤维。MXene纤维表现出高电导率、热导率、机械强度等性质,在未来新一代可穿戴电子设备中有非常好的应用前景。本文首先介绍了MXene及其合成方法,随后介绍了MXene基纤维制备的四种常见途径,最后总结了湿法纺丝制备纯MXene纤维和MXene基复合纤维的发展现状及其在可穿戴电子领域的应用,并对湿法纺丝MXene基纤维的未来发展方向和挑战进行了展望,为后续MXene基纤维的研究提供借鉴思路。
金属碳/氮化物纤维 湿法纺丝 功能纤维 可穿戴电子 柔性电子 
激光与光电子学进展
2023, 60(13): 1316013
陈梦佳 1陈福广 2陈智 2龚梅琳 3,*[ ... ]马志军 1,2,***
作者单位
摘要
1 浙江大学材料科学与工程学院,浙江 杭州 310012
2 之江实验室智能感知研究院类人感知研究中心,浙江 杭州 311121
3 暨南大学珠海校区学科建设与研究生管理办公室,广东 珠海 519070
近年来,力致发光材料以其独特的发光方式,吸引了越来越多研究者的关注。特别是弹性力致发光材料,具有机械力-光转换效率高、发光阈值低且具有可恢复性等优异性能,在应力探测、自驱动传感、生物健康监测、智能可穿戴等领域显示出了巨大的应用前景。力致发光光纤结合了力致发光性能和光纤的波导特性以及尺寸小、质量轻、结构灵活、集成能力强等优点。相比于块体或薄膜材料,光纤的一维结构特点可更加有效地将应力和应变转换为力致发光,实现对应力和应变的高效传感。此外,力致发光光纤还可以利用其波导特点实现力致发光信号的收集和传输,从而进一步拓展传感应用的范围和效果。首先简单介绍了力致发光材料种类、特点和力致发光原理,在此基础上对力致发光光纤的类型、制备方法和潜在应用探索进行了简单的综述,并对力致发光光纤的未来发展进行了展望。
力致发光 力光转换 应力传感 光纤 
激光与光电子学进展
2023, 60(13): 1316009
作者单位
摘要
南京大学现代工程与应用科学学院光热调控研究中心,江苏 南京 210033
在高温环境中对人体降温以保持舒适性是很重要的。近年来,辐射制冷织物通过红外光学性能的设计,能够在不消耗能量的情况下将人体的热量尽可能散出去,为实现在室内和室外场景中的人体降温提供了新的机会。与室内可控热环境不同,室外热环境的特点是太阳辐照强度强,因此,在将人体热量尽可能散出去的同时还需阻止太阳热量的输入。基于室内和室外热环境的差异,分别从室内和室外应用场景的角度介绍了辐射制冷织物的设计策略,并综述了其发展情况,最后对辐射制冷织物的未来发展方向进行了展望。
辐射制冷 热辐射 织物 人体降温 
激光与光电子学进展
2023, 60(13): 1316006
张诚 1,2温晓钰 1许君 3,*马雪慧 1[ ... ]李宜潼 3
作者单位
摘要
1 天津工业大学电子与信息工程学院,天津 300387
2 天津市光电检测技术与系统重点实验室,天津 300387
3 天津工业大学纺织科学与工程学院,天津 300387
研究了一种用于智能服装呼吸监测的光纤织物传感器。该传感器由拉伸敏感光纤、热塑性聚氨酯弹性体(TPU)和弹性织物多层复合而成。提出基于加热方式的聚合物光纤多弯曲级联结构的定形方法,制备出具有精确特征尺寸的拉伸敏感光纤,利用TPU材料的热塑性,通过熨烫方式实现拉伸敏感光纤、TPU材料和织物的黏合来形成层压式织物传感器。所制备的织物传感器各层间无气泡和起皱,具有很好的制作重复性,可与服装实现无缝纫连接,提升服装的舒适度和美观度。实验表明,该传感器的应变系数可达71.01,拉伸率可达83%,迟滞误差小于12%,且具有单向拉伸感知能力。对所设计的呼吸监测样衣进行了实测,结果表明:在穿着者不同呼吸频率、不同姿态和运动状态下,该样衣均可获得明显的呼吸波形,呼吸率最大误差小于2 次/min,平均误差在0.8 次/min以内。
光纤织物传感器 呼吸监测 单向拉伸感知 聚氨酯弹性体 弯曲损耗 
激光与光电子学进展
2023, 60(13): 1316003

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