近年來，基於(yu) 多功能纖維材料科技的快速發展，更多種類的纖維具備了傳(chuan) 感、光電轉換、能量收集及儲(chu) 存等功能。隨著對織物類可穿戴電子產(chan) 品需求的不斷增加，多功能纖維狀器件與(yu) 智能纖維織物為(wei) 其提供了一種新的解決(jue) 方案。但目前柔性纖維內(nei) 部各種功能材料的精確高效定位、連接與(yu) 組裝等難題，阻礙了纖維器件的大規模應用。

近日，中國科學院工程熱物理研究所儲(chu) 能研發中心與(yu) 新加坡南洋理工大學合作，提出一種新型的基於(yu) 激光熱效應的纖維內(nei) 微粒精確操控技術，突破纖維材料不利於(yu) 進行內(nei) 加工的固體(ti) 特性，實現固體(ti) 內(nei) 微粒的精準移動及控製，組裝出半導體(ti) 異質功能結構，為(wei) 製備複雜而高效的纖維內(nei) 功能結構與(yu) 器件提供了新思路。

該研究通過二氧化碳激光器的精準加熱，將固態的纖維材料轉換為(wei) 液態，並在纖維內(nei) 部產(chan) 生可精密調控的馬蘭(lan) 戈尼熱流動。纖維內(nei) 集成的微粒可伴隨纖維材料的熱流動改變位置，並可通過調製激光控製微粒移動的方向和速度。這突破了固態纖維材料內(nei) 物質固有位置無法精密調控的難題，使利用纖維內(nei) 部物質組合構造更加複雜的功能結構器件成為(wei) 可能。該研究提出的方法利用流體(ti) 為(wei) 載體(ti) 對微粒進行操控，對微粒的結構、組成材料、尺寸、數目並無選擇性，這一特性極大擴展了方法的適用範圍。基於(yu) 以上原理，獲得了在纖維中利用半導體(ti) 材料微粒製造同質結與(yu) 異質結的方法，證明了該方法的易用性與(yu) 在光電、光伏、熱電、儲(chu) 能等多個(ge) 領域的應用前景。

相關(guan) 成果發表在《自然-通訊》上。該研究得到中科院國際合作夥(huo) 伴計劃、清潔能源先導專(zhuan) 項的支持。