پارچه هوشمند سه‌بعدی جدید نه‌تنها فشار را حس می‌کند، بلکه می‌تواند بو و طعم را نیز احساس کند
یک ابتکار پژوهشی پیشرو با همکاری تخصص‌های موجود در موسسه علم و فناوری دائگو گیئونگبوک (DGIST)، KAIST، دانشگاه آجئو و دانشگاه سونگ‌سیل به ایجاد الیاف چندکاره نسل بعدی منجر شده است.
این الیاف نوآورانه با ساختار سه‌بعدی استثنایی خود، نوید یک پیشرفت مهم در علم مواد را می‌دهند که می‌تواند کاربردهای مختلفی در زمینه‌های متنوع داشته باشد.
نتایج نوآورانه این مطالعه به عنوان مقاله جلد در مواد فیبری پیشرفته ، یک مجله بین‌المللی پیشرو در حوزه مواد جدید منتشر شده است.
الیافی که می‌توانند بو و طعم را حس کنند
پروفسور بونگ‌هون کیم از دانشکده مهندسی رباتیک و مکاترونیک در DGIST در راس این کار پیشگام است.
او و همکاران برجسته‌اش، پروفسور سانگ‌ووک کیم از KAIST، پروفسور جانگ‌هوآن کیم از دانشگاه آجئو و پروفسور جی‌وونگ کیم از دانشگاه سونگ‌سیل با موفقیت یک حسگر چندکاره پیچیده با استفاده از الیاف نیمه‌هادی ساخته‌اند که به حس‌های انسانی شباهت دارد.
این تکنولوژی برتر دارای پتانسیل فوق‌العاده‌ای برای کاربردهای متنوع، به‌ویژه در دستگاه‌های پوشیدنی، اینترنت اشیا(IoT)، دستگاه‌های الکترونیکی پیشرفته و رباتیک نرم است.
حسگر فیبر نیمه‌هادی جدید به طور قابل توجهی عملکرد بالاتری نسبت به حسگرهای فیبر یک‌بعدی سنتی دارد.
طراحی منحصر به فرد آن به حسگر اجازه می‌دهد با دقت به نوسانات محیط پیرامون پاسخ دهد.
این تکنولوژی پیشرفته فیبر می‌تواند به طور همزمان انواع تحریکات مختلف از جمله نور، شیمیایی‌ها، فشار و معیارهای محیطی مثل سطوح pH، آمونیاک (NH3)، و تنش مکانیکی را تشخیص و مانیتور کند.
با یکپارچه‌سازی این وظایف، تیم تحقیقاتی یک پلتفرم حسگر ساخته‌اند که می‌تواند چندین سیگنال را به‌طور همزمان پردازش کند، مشابه چگونگی درک انسان از محیط خود از طریق حس‌هایشان.
شکل‌های سه‌بعدی
یکی از جنبه‌های کلیدی این مطالعه در ساخت الیافی است که می‌توانند به طور آزادانه به شکل‌های سه‌بعدی تنظیم شوند که از طریق یک فرآیند نوآورانه با استفاده از دی‌سولفید مولیبدن (MoS2) حاصل می‌شود.
بویژه، ساختار مارپیچی طبیعی الیاف که هنگام تبدیل به شکلی شبیه روبان تشکیل می‌شود، اجازه می‌دهد تا بتوان به دقت انحنای آنها را تنظیم کرد.
ویژگی‌های الکترومکانیکی برجسته MoS2 و هم‌چنین ساختار هم‌راستا شده الیاف به عملکرد برتر و توانایی تشخیص گستره وسیعی از اطلاعات محیطی کمک می‌کنند.
پروفسور کیم بر اهمیت این پژوهش تاکید کرد و گفت: «این مطالعه به طور قابل توجهی دامنه کاربردهای مواد نانویی دو‌بعدی مانند دی‌سولفید مولیبدن را گسترش داده است. ما متعهد به کاوش در مواد و فناوری‌های متنوعی هستیم که می‌توانند به طور مؤثر سیگنال‌های مورد نیاز برای فناوری‌های پوشیدنی را اندازه‌گیری کنند.»
MoS2، یک ماده نانویی دو‌بعدی ساخته‌شده از مولیبدن و گوگرد، به دلیل ویژگی‌های الکتریکی، نوری و مکانیکی برجسته‌اش توجه‌ها را به خود جلب کرده است.
دامنه وسیع کاربردهای آن - از نیمه‌هادی‌ها تا روان‌کننده‌ها و ذخیره‌سازی انرژی - توعی دقت و انعطاف‌پذیری آن در فناوری مدرن را برجسته می‌کنند.
پیشرفت‌های این تیم تحقیقاتی مشترک نشان دهنده پتانسیل فناوری‌های حسگری چندکاره و کاربرد آنها در ایجاد دستگاه‌های هوشمندتر و پاسخگوتر است.
همزمان با پیشرفت تحقیقات، انتظار داریم راه‌حل‌های نوآورانه بیشتری ظهور کنند، که بهبودهایی را در همه چیز از الکترونیک مصرفی تا فناوری‌های بهداشت و درمان به ارمغان خواهند آورد.
این پژوهش از سوی بنیاد تحقیقاتی ملی کره در مرکز تحقیقاتی ERC دریافت بودجه کرده است.
