Ulkomaisten tiedotusvälineiden raporttien mukaan Ricen yliopiston tutkijat esittelivät äskettäin vaatteita, joissa on hiilinanoputket, jotka voivat jatkuvasti seurata käyttäjän sydäntä. Sinun ei tarvitse käyttää epämiellyttävää älykelloa tai rintahihnaa sydämesi seuraamiseen, jos mukavat vaatteesi tekevät parempaa työtä. Tämä on rice-yliopiston laboratorion kehittämän "älyvaatteiden" idea, joka käyttää johtavia nanolankojaan kutomaan toiminnallisuutta tavallisiin vaatteisiin.
Matteo Pasquali, kemian- ja biomolekyyli-insinööri koulun Brown School of Engineeringissä, kertoo American Chemical Societyn lehdessä Nano Letters, että se ompeli nanoputkikuituja urheiluvaatteisiin seuratakseen sykettä ja suorittaakseen käyttäjän jatkuvan elektrokardiografisen seurannan. .
Tutkijoiden mukaan kuidut ovat yhtä johtavia kuin metallilangat, mutta ne ovat pestäviä, mukavia ja paljon vähemmän todennäköisesti rikkoutuvat, kun keho on liikkeessä. Kaiken kaikkiaan heidän parannetut vaatteensa keräsivät tietoja paremmin kuin tavalliset rintahihnamonitorit, jotka tekivät kenttämittauksia kokeissa. Kun hiilinanoputkivaatteet sovitettiin kaupallisiin lääketieteellisiin elektrodinäyttöihin, ne toimivat hieman paremmin EKG: llä.
"Vaatteen piti sopia tiukasti rintaa vasten", sanoi Ricen jatko-opiskelija Lauren Taylor, tutkimuksen pääkirjoittaja. "Tulevassa tutkimuksessa keskitymme käyttämään tiheämpiä hiilinanolankojen lohkoja, jotta ihoon pääsemiseksi on enemmän pinta-alaa."
Tutkijat huomauttavat, että nanoputkikuidut ovat pehmeitä ja joustavia, ja niitä sisältävät vaatteet voidaan pestä koneellisesti. Nämä kuidut voidaan ommella koneelle kankaaseen kuin tavallinen lanka. Siksak-ompelukuvio mahdollistaa kankaiden venymisen rikkomatta niitä.
Kuidut eivät ainoastaan tarjoa vakaata sähköistä kosketusta käyttäjän ihoon, Taylor sanoi, vaan toimivat myös elektrodeina elektronisten laitteiden, kuten Bluetooth-lähettimien, älypuhelimien reletietojen liittämiseksi tai yhteyden muodostamiseksi Holter-näyttöihin, jotka mahtuvat käyttäjän taskuun. laite.
Pasqualin laboratorio esitteli hiilinanoputkikuidut vuonna 2013. Siitä lähtien kuituja, jotka sisältävät kymmeniä miljardeja nanoputkia, on tutkittu vaurioituneiden sydämien siltojen korjaamiseksi, aivojen sähköliitäntöinä, sisäkorvaistutteille, joustavina antenneina sekä auto- ja ilmailusovelluksiin. Niiden kehittäminen on myös osa Rice-pohjaista Hiilikeskusta, Ricen johtamaa ja vuonna 2019 käynnistettyä moniyliopistotutkimushanketta.
Alkuperäiset nanoputkifilamentit olivat noin 22 mikronia leveitä, liian ohuita ompelukoneelle. Köydenvalmistajaa käytettiin ompeltavan langan luomiseen, periaatteessa kolme nippua seitsemästä filamentista, kudottu suunnilleen samankokoisiksi kuin tavallinen lanka, Taylor sanoi.
"Työskentelimme kaverin kanssa, joka myi pienen koneen, joka oli suunniteltu tekemään köysiä malliveneille", taylor, joka yritti aluksi kutoa langan käsin rajoitetulla menestyksellä. "Hän pystyi tekemään meille keskitason laitteen, joka pystyi siihen."
Siksak-kuviota voidaan säätää vastaamaan urheiluvaatteiden tai muun kankaan venymistä, hän sanoi. Taylor sanoi, että tiimi työskentelee tohtori Mehdi Razavin ja hänen kollegoidensa kanssa Texas Heart Institutessa selvittääkseen, miten ihokontakti voidaan maksimoida.
Kankaaseen kudottuja kuituja voitaisiin käyttää myös antennien tai LED-valojen upottamiseen, tutkijat sanoivat. Kuitugeometrian ja siihen liittyvän elektroniikan pienet muutokset voivat lopulta antaa vaatteille mahdollisuuden seurata elintoimintoja, vaivaa tai hengitysnopeutta.
Muita mahdollisia käyttötarkoituksia voivat olla ihmisen ja koneiden rajapinnat autoissa tai pehmeissä roboteissa tai antenneina, terveysmonitoreina ja luodinkestävänä suojana sotilaspuvuille, Taylor totesi. "Osoitimme yhteistyökumppanimme kanssa muutama vuosi sitten, että hiilinanoputkikuidut hajottavat energiaa paremmin painoyksikköä kohti kuin Kevlar-kuidut, ja se on ilman myöhempää edistymistämme vetolujuudessa", hän sanoi. "
"Näemme, että tällä materiaalilla on rooli yhä useammissa sovelluksissa 20 vuoden kehitystyön jälkeen laboratorioissa ympäri maailmaa", Pasquali sanoi. "Hiilinanoputket ovat luonnollinen rakennuspalikka puettaville laitteille sähkönjohtavuuden, hyvän ihokosketuksen, bioyhteensopivuuden ja pehmeyden yhdistelmän ansiosta."
Hän sanoi, että vaikka puettavien laitteiden markkinat ovat suhteellisen pienet, ne voisivat olla lähtökohta uuden sukupolven kestäville materiaaleille, jotka voidaan uuttaa hiilivedyistä suoralla halkaisulla, prosessilla, joka tuottaa myös puhdasta vetyä. Tämän materiaalin kehittäminen on Hiilikeskuksen painopiste.
"Olemme samassa tilanteessa kuin aurinkokennot olivat vuosikymmeniä sitten", Pasquali sanoi. "Tarvitsemme sovellusjohtajia, jotka voivat vauhdittaa tuotannon laajentamista ja tehokkuutta."
