成果简介
由织物材料制成的键盘是智能服装应用的理想输入设备。然而，多模态反应问题必须解决，然后才能在服装上实际使用，即基于织物的键盘需要区分指尖的合法动作和人体运动引起的非法变形和应力。本文，南方科技大学叶涛教授团队在《ACS Appl. Mater. Interfaces》期刊发表名为“An All-Fabric Tactile-Sensing Keypad with Uni-Modal and Ultrafast Response/Recovery Time for Smart Clothing Applications”的论文，提出了一种由功能化氧化石墨烯（GO）聚酯湿度传感器构成的快速响应全织物键盘。键盘是单模式的，即只对手指触摸动作敏感，并且对诸如变形和衣服压力以及其他环境温度变化等干扰具有弹性。与之前提出的基于织物的湿度传感器相比，具有非常快的响应和恢复时间（在 0.2 秒内），并且可以承受反复的洗涤循环（实验证明 10 次循环后性能稳定）。
为了演示智能服装的键盘用法，研究人员将此电子纺织品键盘绣在衣服的袖子上。进一步使用导电纱线作为互连，将这个键盘与从Arduino平台编程的MP3播放器连接起来。MP3播放器也嵌入在毛衣上，其互连（信号和电源）都是刺绣的，因此衣服上没有金属线。按下键盘上的相应键（支持同时多点触摸），MP3播放器将相应地工作。
图文导读
图1. GO功能化聚酯湿度传感器。
图2. 聚酯湿度传感器的特性。
图3. GO功能化聚酯湿度传感器的传感机制。
图4. 不同湿度变化下的响应和恢复时间
图5. 单峰性和稳健性测试
图6. 键盘的构造
图7. 全织物键盘在智能服装应用中控制MP3器
小结
基于织物的键盘必须应对智能服装应用中多模态反应的挑战，即仅响应指尖触摸而不响应由人类运动引起的其他变形和应力。在本文中，研究人员建议使用湿度传感作为触觉机制来构建全织物电子纺织品键盘。实验表明，由GO功能化聚酯湿度传感器构成的键盘的反应时间约为0.1秒，与其他机械键盘相当。进一步将这个键盘编织在衣服的袖子上，并使用刺绣导电纱来控制MP3播放器，以展示其在智能服装应用中的用途。
文献：https://doi.org/10.1021/acsami.2c04246
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