电子纺织革命：村田和帝人的合资公司开创可穿戴电容材料新纪元

发布时间：2024-05-13作者来源：hahabet甄选浏览：770

造袜子也是新质生产力，它不比手机或者电动车更容易。
小小的手机塞满了几千个零部件，这其中最多的不是芯片和传感器，而是一种多层陶瓷电容MLCC。
手机里的电容主要是电能储存元件，用来储存来往穿梭、强度不一的电流。一部手机有上千个这样的电容器件，比米粒还要小，自然也就不容易为人所知。但它却无处不在，一台AI服务器MLCC用量可达3000~4000颗，在一辆汽车这样电容能达到上万颗。
谁在生产这样的工业大米？主要的巨头就是日本村田制作所，它能占比全球1/3的市场。另外的玩家则是日本TDK和太阳诱电。台湾国巨、广东潮州三环也在这方面追赶。

一家技术强劲的企业，往往具有很强的扩张能力，远在你我的视野之外。就像TDK也是一家具有强大传感器的公司，村田在压电传感器方面则有着巨大的研发能力。
村⽥制作所的重点之⼀是压电效应的薄膜传感器，这是一种材料响应于施加的应⼒⽽产⽣电压。村田很想将其用在可穿戴设备，也掌握了⼤量的电⽓特性数据。但是，无法找到合适场景。
直到无意中村田的工程师，碰到⼀家袜⼦制造商。这家袜子制造商，采用化学试剂来抗菌和除臭。这种方法既不环保，而且效果也会随着洗涤而衰减。工程师的想法被触动：电压是否可以来抗菌？
村田立刻行动起来，它找到了另外一家材料制造商，不是陶瓷，而是纤维。这就是在时尚面料独树一帜的日本帝人公司。
帝人也是全球飞机机翼复合材料碳纤维的重要提供者，它的电子材料也广泛用在通讯和IT领域。这些多元化企业的面孔，往往很难用一张脸型来描述。

双方形成了一个新的合资公司，制造了一种PieClex的材料。它产⽣的电压范围从⼏伏到⼤约⼏⼗伏，这是⼈类⽆法感知的⽔平。
人体可感知的静电是在3000 V甚至上万伏，这可比我们想象的要高得多。其实是因为静电作用时间都是在微秒级，因此我们也无法感知到这种微小能量。然⽽这种电压⾜以抑制微⽣物的⽣⻓。
换句话说，织物发挥抗菌效果。
⽤纤维制成的器件，与村⽥制作所专⻔从事的电⼦元件，其实还是有很大的不同。这需要⼤量的材料样品，来获得⼈类舒适感相关的物理数据。
而另外的挑战，是如何测量拉伸和收缩所产⽣的放电效应，以及对微⽣物的影响。这两个“自证清白”的逻辑闭环，给工程师带来了制造工具的新挑战。
为了测量织物和布料表⾯在几十微秒的极瞬间所产⽣的电量，一种定制的静电⼒显微镜（EFM）被开发出来。
不仅如此，企业还必须自行制造新的工装夹具和精密的测量系统，并且要有稳定的测试方法。一个新产品的出现，往往需要征服的不是一座技术山头，而是一个技术群峰。开发一种新材料如此之难，就因为它不仅仅是研发产品，也要研发一套完整的制造系统。
这并非只能在一个企业的边界里完成。创新的火花，还要源自跨界的碰撞。村田的电气工程师与帝人的材料工程师建⽴了一套合作系统，村⽥负责评估电⽓特性和抗菌功能，⽽帝⼈Frontier则负责评估布料的颜⾊和触感。这种组织之间毫无约束力的协同，其实是最难的。

这种材料另外的好处就是可降解。压电材料很容易让⼈想起村田的老本行：陶瓷材料。但PIECLEX是由“聚乳酸（PLA）制成，当PIECLEX被埋在⼟壤中时，会形成⽣物降解。这是一种生物循环，不需要焚烧。

这种能发电的材料兼顾了循环经济、绿色经济、电子织物、柔性电子等诸多特性，看上去真是一种很有生命力的方向。然而，它的研制过程却是充满了太多夭折的通道，而且耗钱也没有短期效应。但是传统产业就是这样充满了勃勃生机，你熟悉的事物背后总是藏着一大块陌生的空间。
纺织服装是中国制造的基本盘，但这里偏见的浓度与资金的真空度一样令人瞠目结舌。形成对照的是，无论美国还是日本，都在服装材料寻求技术上的巨大突破。
美国奥勒冈大学的纺织学院，正在Nike、Puma的支持下，在电子材料和功能材料，向东方重新学习新的纺织技术。而美国麻省则致力于将芯片像纤维一样纺织到纤维中去。
当那些似乎是不务正业的公司在埋头探索黑暗隧道的时候，很多人只愿意把大把的资金和视线锁定在战略新兴产业。其实任何一门传统产业，都可以是战略新兴产业。村田已经成为手机、电动汽车行业的顶流供应商，也愿意进入袜子的供应链体系。这是一种赢在未来的长期主义战略。如果中国企业，还只是在低价格卷门帘上下功夫的话，那么很容易刚挤入一个赛道，又会消失在另外一个赛道上。

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