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理大研發新型安全磁流變纖維 兼容智能調控及輕柔透氣

香港理工大學科研團隊在智能材料領域取得重要突破,成功研發出可於人體安全磁場下靈活變形,並可調控機械特性的柔軟磁流變紡織品,兼具輕量、柔韌及透氣特性,為智能穿戴及相關應用開拓新方向。

理大表示,該新型磁流變纖維以電力驅動並支援編程控制,在保持紡織材料柔軟舒適特性的同時,實現精準智能調控,具備廣泛應用潛力,可用於智能穿戴、柔性機械人、虛擬實境(VR)及元宇宙虛擬觸感體驗等領域。

研究團隊指出,傳統磁流變材料長期受制於磁粉笨重,以及高強度磁場可能對人體健康構成風險兩大限制。是次研究的核心目標,在於突破傳統磁流變技術的應用局限,將其拓展至纖維形式,既能於低強度磁場下運作,亦能兼容紡織材料輕柔透氣的特性。

科研人員成功研製的軟磁聚合物複合纖維,直徑僅約57微米,透過在低密度聚乙烯基質中均勻分散磁粉,不但解決磁粉沉重問題,亦可在低強度磁場下實現精準控制,並可進一步編織成紗線及多層面料,達至大面積可控變形。相關研究獲研究資助局「2024/25年度主題研究計劃」資助6,237萬港元,成果已刊登於國際期刊《自然》,題為「矢量刺激響應的磁流變纖維材料」。

團隊指出,該磁流變紡織品有別於僅對電壓、電流或溫度等「標量刺激」作出反應的傳統智能材料,具備方向性可控反應能力。相關示範應用包括可透過電流調節剛度的柔性抓取裝置、可模擬不同物體觸感的全織物指套,以及能透過電控磁場調節透氣量的主動通風調溫織物,有助提升操作安全性、穿戴舒適度及功能表現。

研究團隊認為,該技術首次將傳統剛性磁性裝置轉化為柔性替代方案,並可延伸至硬磁性纖維材料研發,為新一代柔性機械人、電磁裝置及可穿戴技術奠定基礎。在產業化方面,團隊於原材料選擇及處理工藝設計時已兼顧量產可行性,採用已可大規模生產的商品級原料及成熟工藝,為技術日後應用於食品生產、醫療康復及元宇宙互動等領域創造條件。

由理大智能可穿戴系統研究院院長、吳文政及王月娥紡織科技教授兼時裝及紡織學院紡織科技講座教授陶肖明(左)及時裝及紡織學院助理教授(研究)蒲俊宏(右)帶領的研究團隊,成功研發出可在人體安全磁場下,靈活變形並調控機械特性的柔軟磁流變紡織品。

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