محققان دانشگاه واترلو پارچه هوشمندی طراحی کرده‌اند که قادر است بدون نیاز به باتری‌ها، گرمای بدن و نور خورشید را به الکتریسیته تبدیل کند و کاربردهای احتمالی در زمینه نظارت بر سلامتی داشته باشد.
به گزارش تکناک، عملکرد این پارچه هوشمند در صورت ادغام با سنسورها می‌تواند افزایش یابد. به این ترتیب، پارچه می‌تواند برای نظارت بر ضربان قلب و دما، حتی تشخیص مواد شیمیایی در نفس مورد استفاده قرار گیرد. با بهره‌گیری از پلیمرهای رسانا و MXene، این پارچه انعطاف‌پذیری بالا و رسانایی الکتریکی قوی دارد.
بهترین بخش فناوری این پارچه هوشمند، عدم نیاز به باتری‌های حجیم در راستای تأمین انرژی پارچه است. این ویژگی باعث می‌شود که پوشیدن آن آسان شود و کشسانی پارچه را افزایش دهد.
یونینگ لی، یکی از محققان این مطالعه گفت: «ما یک پارچه با قابلیت‌های حسگر چند منظوره و پتانسیل خود-توان تولید کردیم. این نوآوری ما را به کاربردهای عملی پارچه‌های هوشمند نزدیک‌تر می‌کند.»
فهرست مطالب
پارچه هوشمند کشسان
این تیم تحقیقاتی با موفقیت مواد پیشرفته‌ای مانند MXene و پلیمرهای رسانا را با روش‌های پیشرفته تولید نساجی ترکیب کرده است. MXeneها و پلیمرهای رسانا موادی هستند که به دلیل رسانایی الکتریکی و انعطاف‌پذیری بالا شناخته می‌شوند.
محققان با اعمال یک لایه چسبنده پلی دوپامین (PDA) روی پارچه نایلونی، سطحی ایجاد کردند که ذرات MXene را از طریق پیوندهای هیدروژنی جذب می‌کند. این ساختار ترکیبی باعث ایجاد یک پارچه ترموالکتریک کششی می‌شود.
امروزه اکثر وسایل الکترونیکی پوشیدنی نیاز به برق خارجی یا شارژ مجدد منظم دارند، اما این پارچه نوآورانه نیاز به باتری را از بین می‌برد.
محققان تأکید می‌کنند که این پارچه هوشمند جدید، پایدارتر، بادوام‌تر و مقرون به‌صرفه‌تر از گزینه‌های موجود در بازار است.
فناوری هوش مصنوعی به سرعت در حال پیشرفت است و تجزیه و تحلیل‌های پیچیده‌ای را برای نظارت بر سلامت، ذخیره‌سازی مواد غذایی و دارویی، نظارت بر محیط زیست و موارد دیگر ارائه می‌دهد. این سیستم به جمع‌آوری گسترده داده‌ها متکی است و حسگرهای معمولی که اغلب حجیم، سنگین و پرهزینه هستند، نمی‌توانند آن را برآورده کنند.
در حالی که حسگرهای چاپ شده، از جمله آنهایی که در این پارچه هوشمند جدید تعبیه شده‌اند، برای جمع‌آوری و نظارت مداوم داده‌ها ایدئال هستند. این پارچه هوشمند جدید گامی رو به جلو در عملی کردن این برنامه‌ها است.
استفاده‌های بی‌شمار از پارچه هوشمند جدید
زمانی که پارچه در یک ماسک جاسازی شود، با استفاده از اختلاف دمای بدن و محیط، گرمای بدن را به الکتریسیته تبدیل می‌کند. این کار امکان نظارت دقیق بر تعداد تنفس را فراهم می‌آورد.
بر اساس بیانیه مطبوعاتی محققان، این ماسک‌های هوشمند می‌توانند دما و سرعت تنفس را کنترل کنند، همچنین شاخص‌های شیمیایی ویروس‌ها، سرطان ریه و سایر بیماری‌ها را نیز شناسایی نمایند.
این پارچه نوآورانه حتی می‌تواند برای ارزیابی سلامت مفاصل نیز استفاده شود.
حتی ورزشکاران می‌توانند از این پارچه برای ردیابی عملکرد خود استفاده کنند و از پوشیدن گزینه‌های حجیم راحت شوند.
در مرحله بعد، محققان قصد دارند عملکرد این پارچه هوشمند را افزایش دهند و آن را با قطعات الکترونیکی ترکیب کنند.
همچنین دانشمندان برنامه‌هایی در راستای ایجاد یک اپلیکیشن گوشی دارند، که داده‌های سلامتی را به صورت مستقیم برای پزشکان جمع‌آوری و ارسال می‌کند. این برنامه می‌تواند نظارت مداوم و غیرتهاجمی بر سلامت را فعال نماید.
این یافته‌ها در مجله Materials Science & Technology منتشر شده است.
