تبدیل هر پارچهای به فناوری پوشیدنی با وصلههای فلز مایع
وصلههای فلز مایع، هر پارچهای را به لوازم الکترونیکی پوشیدنی تبدیل میکنند. این وصلهها فقط با یک اتوی خانگی به پنبه، پلیاستر و اسپندکس متصل میشوند و از مدارهای کامل پشتیبانی میکند.
محققان یک وصله الکترونیکی «آهن-روی» جدید توسعه دادهاند که میتواند استفاده و سفارشیسازی فناوری پوشیدنی را آسانتر کند.
این وصله از فلز مایع همراه با چسب قابل فعالشدن با گرما استفاده میکند و با یک اتوی خانگی استاندارد به پارچه میچسبد.
به نقل از آیای، نمایشهای اولیه نشان داد که این فناوری میتواند LEDها را روشن کند و حتی از یک میکروفون کارآمد که در لباس ادغام شده است، پشتیبانی کند.
این کار به حرکت رو به رشد به سمت لوازم الکترونیکی انعطافپذیر که میتوانند بدون از دست دادن راحتی، عملکرد قابل اعتمادی داشته باشند، شتاب میبخشد.
«مایکل دی. بارتلت»(Michael D. Bartlett)، محقق دانشگاه «ویرجینیا تک»(Virginia Tech) و نویسنده مسئول این مطالعه میگوید منسوجات الکترونیکی پتانسیل قابل توجهی دارند.
وی میافزاید: منسوجات الکترونیکی و لوازم الکترونیکی پوشیدنی میتوانند کاربردهای متنوعی از مراقبتهای بهداشتی و نظارت بر محیط زیست گرفته تا رباتیک و رابطهای انسان و ماشین را امکانپذیر کنند. کار ما با ایجاد لوازم الکترونیکی نرم «آهن-روی» که میتوانند به سرعت و به شکل محکم در طیف وسیعی از پارچهها ادغام شوند، این حوزه هیجانانگیز را پیش میبرد.
از پارچه تا فناوری کاربردی
الکترونیکهای پوشیدنی با چالش مداومی روبرو بودهاند، زیرا لباسها خم میشوند، کشیده میشوند و تحت فشار فیزیکی مکرری قرار میگیرند که مدارهای سنتی قادر به تحمل آن نیستند.
همچنین جوهرهای رسانای چاپ شده ممکن است با شستشوی مکرر یا قرار گرفتن در معرض محیط زیست تخریب شوند. در همین حال، آببندی مدارها بین لایههای پلیمری سفت و سخت، دوام را افزایش میدهد، اما راحتی و انعطافپذیری را کاهش میدهد.
«بارتلت» و تیمش یک استراتژی مواد متفاوت را بررسی کردند. آنها قطرات میکروسکوپی آلیاژ گالیوم-ایندیوم را در پلیاورتان پراکنده کردند و یک نوار رسانا و کشسان ایجاد کردند.
این ترکیب پس از ریختهگری و خشک شدن در هوا به مدت یک روز کامل، یک ورق نازک و الاستیک تشکیل داد که قادر به انتقال برق در حین حرکت مانند پارچه است.
محققان بخشهای کوچکی از این نوار را برش دادند و آنها را روی پارچههای مختلف، از جمله پلیاستر، پارچه نخی، اسپندکس و پارچه توری اتو کردند.
گرما، ترکیب چسبنده موجود در وصله را فعال کرد و یک پیوند ایمن با الیاف پارچه تشکیل داد.
پس از خنک شدن، وصله متصل ماند و عملکرد الکتریکی را از طریق خم شدن، چروک شدن و کشش حفظ کرد.
نمایشها در دنیای واقعی
محققان برای نشان دادن کاربردهای بالقوه این ماده نوترکیب، دو مدار نمونه اولیه ساختند. اولین مورد شامل اتو کردن مداری به شکل لوگوی دانشگاهشان روی پارچه و اتصال پنج LED بود.
چراغها در حالی که ماده به طور مکرر پیچانده و کشیده میشد، روشن میماندند. این آزمایش این ایده را تقویت کرد که این ماده میتواند در برابر حرکت و جابجایی روزانه مقاومت کند.
آزمایش دوم حول ضبط صدا متمرکز بود. این تیم یک سیم میکروفون کشسان را درون یک پیراهن دکمهدار قرار داد و از یک مدار اتو شده برای انتقال نیرو و انتقال سیگنالها به یک ضبط کننده خارجی که از دید پنهان است، استفاده کرد.
این سیستم صدا را در محدوده شنوایی انسان ضبط کرد و عملکردی قابل مقایسه با یک میکروفون سنتی تولید کرد، در حالی که تقریباً روی لباس نامرئی به نظر میرسید.
محققان میگویند رابط اتو شده میتواند از اجزای سختتری پشتیبانی کند.
طرحهای آینده ممکن است حسگرهای نرم، رباتیک یا کنترلهای تعبیه شده را برای نظارت بر سلامت، دستگاههای دسترسی یا پوشاک تعاملی در لباس ادغام کنند.
در حالی که این مفهوم هنوز در مرحله آزمایش است، با ساده کردن نصب به سادگی اتو کردن یک وصله، موانع موجود بر سر راه استفاده از فناوریهای پوشیدنی را کاهش میدهد.
این مطالعه در مجله ACS Applied Materials and Interfaces منتشر شده است.پ
نظر شما