虽然许多电子设备已经“可穿戴”多年了，但下一代可穿戴电子设备将使用带有内置电子设备的纺织品。下一代可穿戴电子产品广泛地围绕着电子纺织品和智能纺织品的发展。

虽然目前可供使用的纺织品数量有限，但它们在监测健身和健康/医疗行业的应用方面有很大的潜力，在这些行业中，纺织品可以直接检测人体的信息并传递，从而告知培训师/医疗专业人员未来的最佳行动方案（无论是不同的锻炼方式还是治疗改变）。

可穿戴电子领域

可穿戴电子产品被吹捧为未来电子应用领域的一个重要领域，但将严重依赖纳米材料的使用，主要原因是没有其他种类的材料具有足够的弹性、导电性和稳定性，不足以长期使用。可穿戴电子产品依靠许多不同的方面来有效地发挥作用，从电源（嵌入式或收集能源设备）、组件、传感器和监控设备之间的导电连接（因为监控是可穿戴电子设备的关键用途之一），以及将数据传输到外部分析点（如果需要）的方法。

近年来，可穿戴电子设备的各个方面都得到了很大的推动。现在有很多传感器是由纳米材料制成的，它们都非常小而且非常敏感，石墨烯已经被用作一些智能可穿戴纺织品中器件之间的有效通道，纳米物联网（IoNT）的发明现在意味着可以使用最小的数据节点和路由器来传输数据枢纽。然而，可穿戴电子领域（包括电子纺织品和其他亚穿戴电子领域）的一个症结在于，如何获得足够的能量，在不需要使用集成电池的情况下，长时间为所有组件供电。

科学家们已经转向纳米发电机和热电发电机来尝试解决这些问题，因为在不久的将来，自我供电能力可能成为制造更多可穿戴设备的巨大推动力。

热电纤维的制造

虽然热电发电机是各种纺织品的一个不错的选择，但大多数都不适合，因为它们无法制造出超出二维结构的结构，从而阻碍了它们被应用到服装中的三维纤维网络中。然而，科学家现在已经提出了一种利用碳纳米管产生热电纤维的创新方法。然后，他们用这些纤维作为模块化的基础，在纺织品内部制造一个热电发电机，从身体中获取热量并将其转化为电能。

这些纤维包含一个包裹在聚合物纤维中的纳米材料纤维芯。纤维的核心包含三种不同的成分——中性（未掺杂）碳纳米管、p掺杂的碳纳米管和n掺杂的碳纳米管——所有这些成分都形成了一定长度的区域（并且按照规定的顺序）。分别通过PEDOT:PSS和油酰胺功能化制备了不同的p-和n-掺杂区，然后将碳纳米管纤维包裹在腈纶纤维中形成完整的纤维。

在创建了单独的光纤之后，他们在其中创建了“环路”，使它们能够以多种方式进行配置。就单个纤维的性能而言，最突出的可能是高拉伸性（高达80%）应变，而碳纳米管的导电性和导热性也至关重要。

制造可拉伸热电纺织品

光纤的功能是因为它们存在的体系结构。利用这些纤维形成环状，他们创造了许多二维纺织品，包括经编、机织和纬编织物。然而，这些二维模块化结构的一个重要因素是，它们可以被制造成许多三维结构，而不会失去它们的发电能力。3D织物系列包含3D版本的2D织物，以及具有支撑纱线的3D间隔织物和依赖于互锁弯曲纤维弹性的3D间隔织物（无需支撑）。

发电

这种纤维除了具有柔韧性、可伸展性和坚固性外，其关键在于它能从佩戴者身上获取电能。电能的获取依赖于回路的并排布置，因此p掺杂段总是紧挨着n掺杂区，而中性区则形成了回路的顶部和底部曲线。发电的能力依赖于有效的热流，纤维结构的建立使热量从穿着者以平面外的方向流入纺织品。

在这些织物中，不同掺杂区域以串联和热并联的方式连接。在纤维的两端都有电极，使热表面和冷表面都能与纤维相连。这一点很关键，因为与身体接触的电极形成热端，而纺织品的另一端可以与大气形成冷端（并依赖于大气对流）。温度差（特别是在物理活动期间）会产生热电效应，温度差使光纤产生电压，这是因为掺杂区域中的电子和空穴电荷载流子从“热端”移动到“冷端”，从而产生过程中的电流。

未来展望

单纤维和机织纺织品的可拉伸性使其适合于服装应用，因为它们不会限制穿着者的运动。纺织品已经显示出良好的能量收集和发电能力，但有人指出，它们还可以进一步改进。获取热能和发电的能力，虽然仍然是一种真正的纺织品，但在不久的将来，智能纺织品、电子纺织品和其他可穿戴电子设备可能会带来更多的可能性，也有可能被用于便携式电子设备。