برچسب فلز مایع الکترونیکی روش جدید توسعه فناوری‌های پوشیدنی

پژوهشگران یک برچسب فلز مایع الکترونیکی اتوشونده توسعه داده‌اند که می‌تواند روند ساخت و نصب فناوری‌های پوشیدنی را ساده‌تر و قابل‌سفارشی‌سازی‌تر کند.

به گزارش سرویس فناوری تک‌ناک، این برچسب از فلز مایع و یک چسب فعال‌شونده با حرارت ساخته شده است و با یک اتوی معمولی خانگی روی انواع پارچه‌ها نصب می‌شود. آزمایش‌های اولیه نشان داده است که این فناوری نه‌تنها قابلیت روشن کردن LEDها را دارد، بلکه می‌تواند یک میکروفون عملیاتی را نیز درون لباس فعال نگه دارد.

این پیشرفت در راستای حرکت جهانی به سمت الکترونیک انعطاف‌پذیر است؛ حوزه‌ای که تلاش می‌کند مدارهای الکتریکی را بدون کاهش راحتی پارچه‌ها با قابلیت خم‌شدن و کشیده‌شدن هماهنگ کند. مایکل دی. بارتلت، پژوهشگر دانشگاه ویرجینیا تک بیان کرد که این دستاورد می‌تواند مسیر توسعه کاربردهایی از سلامت و مانیتورینگ محیطی گرفته تا رباتیک و رابط‌های انسان–ماشین را هموار کند.

چالش اصلی پوشیدنی‌ها همیشه این بوده است که لباس‌ها دائماً خم و کشیده می‌شوند و تنش‌ها و شست‌وشوی مکرر را تحمل می‌کنند؛ شرایطی که مدارهای معمولی نمی‌توانند با آن سازگار شوند. جوهرهای رسانای چاپی در برابر شست‌وشو یا تماس‌های محیطی دوام محدودی دارند و محصور کردن مدارها بین لایه‌های سخت پلیمری نیز راحتی و انعطاف را کاهش می‌دهد.

تیم بارتلت رویکردی متفاوت اتخاذ کرد. آنها قطرات ریز آلیاژ گالیوم–ایندیوم را در پلی‌یورتان پخش کردند و یک فیلم کشسان و رسانا ساختند، که پس از یک روز خشک‌شدن به صورت ورقه‌ای نازک و انعطاف‌پذیر درمی‌آمد. سپس بخش‌هایی از این فیلم روی پارچه‌هایی مانند پلی‌استر، کتان توئیل، اسپندکس و پارچه مش اتوکشی شد. گرما چسب فعال در برچسب را فعال کرد و پیوند محکمی با الیاف ایجاد شد. پس از سرد شدن، برچسب بدون افت عملکرد در برابر خم‌شدن و کشش پایدار ماند.

پژوهشگران برای نمایش کاربردهای عملی برچسب فلز مایع، دو مدار نمونه ساختند. در نخستین مورد، آنها مداری به شکل لوگوی دانشگاه را روی پارچه اتوکشی کردند و پنج LED به آن افزودند. روشن ماندن LEDها هنگام پیچش و کشش مکرر نشان داد که این ماده برای حرکت‌های روزمره مناسب است.

در نمونه دوم، یک سیم میکروفن کشسان درون پیراهن قرار گرفت و مدار اتوکشی‌شده، انرژی و سیگنال را به یک دستگاه ضبط خارجی منتقل کرد. این سامانه صدا را در تمام گستره شنوایی انسان با کیفیتی نزدیک به میکروفن‌های معمولی ثبت کرد و تقریباً روی لباس نامرئی بود.

پژوهشگران معتقد هستند که این رابط اتوکشی‌شونده می‌تواند در آینده فراتر از اجزای سخت عمل کند و سنسورهای نرم، عناصر رباتیکی یا کنترل‌های تعبیه‌شده را برای پایش سلامت، کمک‌های توان‌بخشی یا پوشاک تعاملی ممکن سازد. هرچند این فناوری هنوز آزمایشی است، اما فرایند نصب بسیار ساده آن می‌تواند موانع ورود به حوزه پوشیدنی‌ها را به‌طور چشمگیری کاهش دهد.

نتایج این مطالعه در نشریه ACS Applied Materials and Interfaces منتشر شده است.