پژوهشگران پارچه‌ای که از گرمای بدن برق تولید می کند توسعه دادند
در آینده نزدیک، ممکن است کت‌هایی از پارچه‌های هوشمند ساخته شوند که از انرژی خورشید برای گرم نگه داشتن ما استفاده کنند.
پژوهشگران دانشگاه واترلو یکی از این فناوری‌های پارچه هوشمند را به نمایش گذاشتند.
این ماده نوآورانه برای تبدیل گرمای بدن و نور خورشید به برق طراحی شده است. و بهترین قسمت؟ این فناوری نیاز به باتری‌های حجیم برای قدرت بخشیدن به پارچه را از بین می‌برد. این آن را به یک پارچه قابل انعطاف و آسان برای پوشیدن تبدیل می‌کند.
عملکرد پارچه هوشمند می‌تواند با ادغام با حسگرها افزایش یابد. به این ترتیب، پارچه می‌تواند برای مانیتورینگ ضربان قلب و دما، و حتی تشخیص مواد شیمیایی در نفس شما استفاده شود.
یونینگ لی، استاد دپارتمان مهندسی شیمی، گفت: «ما ماده‌ای پارچه‌ای با قابلیت‌های حسگری چندگانه و پتانسیل خود نیرو دهی توسعه داده‌ایم. این نوآوری ما را به کاربردهای عملی برای پارچه‌های هوشمند نزدیکتر می‌کند.»
پارچه هوشمند قابل انعطاف
تیم پژوهشی موفق به ترکیب مواد پیشرفته‌یی مانند MXene و پلیمرهای رسانای الکتریکی با روش‌های تولید نساجی پیشرفته شده‌اند. MXeneها و پلیمرهای رسانای الکتریکی موادی هستند که به دلیل خاصیت هدایت الکتریکی بالا و انعطاف‌پذیری خود مشهورند.
با اعمال یک لایه چسبناک پلي‌دوپامين (PDA) به پارچه نایلونی، تیم تحقیقاتی سطحی ایجاد کردند که ذرات MXene را از طریق پیوندهای هیدروژنی جذب می‌کند. این ساختار ترکیبی منجر به ایجاد پارچه‌ای ترموالکتریک و قابل انعطاف شده است.
بیشتر الکترونیک‌های پوشیدنی امروزی نیاز به منبع خارجی یا شارژ مرتب دارند، اما این پارچه نوآورانه نیاز به باتری را کاملاً از بین می‌برد. پژوهشگران تأکید می‌کنند که این پارچه جدید پایدارتر، بادوام‌تر و اقتصادی‌تر از انتخاب‌های فعلی بازار است.
یونینگ لی، مدیر آزمایشگاه مواد الکترونیکی چاپی دانشگاه واترلو گفت: «فناوری هوش مصنوعی به سرعت در حال پیشرفت است و تحلیل‌های پیچیده‌ای برای مانیتورینگ سلامت، ذخیره‌سازی غذا و دارو، مانیتورینگ محیطی و غیره ارائه می‌دهد. با این حال، این پیشرفت به جمع‌آوری داده‌های وسیع نیاز دارد که سنسورهای معمولی نمی‌توانند به آن نیاز جواب بدهند زیرا اغلب حجیم، سنگین و پرهزینه هستند.»
او افزود: «سنسورهای چاپی، از جمله سنسورهایی که در پارچه‌های هوشمند جاسازی شده‌اند، برای جمع‌آوری و مانیتورینگ دائمی داده‌ها ایده‌آل هستند. این پارچه هوشمند جدید یک گام به جلو در تحقق این کاربردها است.»
کاربردهای متعدد پارچه
وقتی در ماسک جاسازی می‌شود، این پارچه از اختلاف دمای بین بدن و محیط برای تبدیل گرمای بدن به برق استفاده می‌کند. این امکان مانیتورینگ دقیق نرخ تنفس را فراهم می‌کند.
طبق بیانیه مطبوعاتی ، این ماسک‌های هوشمند می‌توانند دما و نرخ نفس را مانیتور کنند و همچنین نشانگرهای شیمیایی برای ویروس‌ها، سرطان ریه و سایر بیماری‌ها را تشخیص دهند.
حتی جذاب‌تر، این پارچه نوآورانه می‌تواند برای ارزیابی سلامت مفاصل نیز استفاده شود.
مقاله مطالعه اشاره داشت: «قابلیت‌های حسگر فشار فوق‌العاده پارچه ترموالکتریک مبتنی بر MXene، مانیتورینگ شرایط مفصلی بدن از طریق تغییر شکل آن را تسهیل می‌کند.»
حتی ورزشکاران نیز می‌توانند از این پارچه برای پیگیری عملکرد خود استفاده کنند و نیاز به گجت‌های حجیم را از بین ببرند.
گام بعدی، تیم قصد دارد تا عملکرد پارچه را بهبود بخشد و آن را با اجزای الکترونیکی ترکیب کند. آن‌ها همچنین برنامه‌هایی برای ایجاد یک اپلیکیشن گوشی هوشمند دارند که داده‌های بهداشتی را به طور مستقیم به ارائه‌دهندگان خدمات درمانی منتقل کند. این اپلیکیشن می‌تواند مانیتورینگ مستمر و غیرتهاجمی سلامت را ممکن کند.
این مطالعه همچنین شامل پژوهشگرانی از دانشگاه جیانان بوده است.
یافته‌ها در مجله علم و فناوری مواد منتشر شده است.
