الیاف پنبه ای با قابلیت رسانایی ساخته شد

یک الیاف پنبه ای که در دانشگاه ایالتی واشنگتن ساخته شده است، دارای انعطاف پذیری پنبه و رسانایی الکتریکی پلیمری به نام پلی آنیلین است.

به گزارش تکناک، در پیشرفتی چشمگیر در دانشگاه ایالتی واشنگتن انعطاف پذیری پنبه با رسانایی یک پلیمر ترکیب شده تا راه برای منسوجات الکترونیکی پوشیدنی پیشرفته هموار شود.

مواد جدید توسعه یافته پتانسیل خوبی برای منسوجات الکترونیکی پوشیدنی دارند. محققان WSU این الیاف را با سیستمی که یک چراغ LED و سیستم دیگری که گاز آمونیاک را حس می کرد، آزمایش کردند و جزئیات یافته های خود را در مجله کربوهیدرات پلیمرها نوشتند.

هانگ لیو، نویسنده مسئول این مطالعه گفت: ما یک الیاف در دو بخش داریم: یک بخش پنبه معمولی است که انعطاف پذیر است و به اندازه کافی برای استفاده روزمره قوی است، و طرف دیگر مواد رسانا قرار دارند. پنبه می تواند از مواد رسانا پشتیبانی کند و عملکرد مورد نیاز را ارائه دهد.

کاربردهای موثر در فناوری پوشیدنی

هرچند که کارهای بیشتری باید انجام شود، محققان می‌خواهند الیافی مانند این الیاف رسانا را در صنعت پوشاک به عنوان تکه های حسگر با مدارهای انعطاف پذیر ادغام کنند. این الیاف می‌توانند بخشی از یونیفرم‌های آتش‌نشانان، سربازان یا کارگرانی باشند که با مواد شیمیایی سر و کار دارند، باشد. سایر کاربردها شامل نظارت بر سلامت یا پیراهن های ورزشی است.

لیو می‌گوید: ما درحال حاضر یک سری پوشیدنی‌های هوشمند مانند ساعت‌های هوشمند را داریم که می‌توانند حرکت و علائم حیاتی انسان را ردیابی کنند، اما امیدواریم در آینده لباس‌های روزمره نیز بتوانند این کارها را انجام دهند. مد فقط رنگ و سبک نیست، مد علم است.

موانع و راه حل های فنی

در این مطالعه، گروه تحقیقاتی WSU  برای غلبه بر موانع اختلاط پلیمر رسانا با سلولز پنبه، مطالعات خود را گسترش دادند. پلیمرها موادی با مولکول های بسیار بزرگ هستند که دارای الگوهای تکرار شونده هستند. در این مورد، محققان از پلی آنیلین که به عنوان  PANI نیز شناخته می‌شود و یک پلیمر مصنوعی با خواص رسانایی است، استفاده کردند که قبلاً در کاربردهایی مانند تولید برد مدار چاپی استفاده می شد.

در حالی که پلی آنیلین ذاتاً رسانا است، شکننده است و به خودی خود نمی تواند به الیاف منسوجات تبدیل شود. برای حل این مشکل، محققان WSU سلولز پنبه ای تی شرت های بازیافتی را در محلول و پلیمر رسانا را در محلول جداگانه دیگری حل کردند. سپس این دو محلول در کنار هم با هم ادغام شدند و مواد برای ایجاد یک فیبر اکسترود شد.

نتیجه پیوند سطح خوبی را نشان داد، به این معنی که مولکول های مواد مختلف از طریق کشش و خم شدن در کنار هم ماندند.

لیو گفت که دستیابی به مخلوط مناسب در سطح مشترک سلولز پنبه و پلی آنیلین تعادل ظریفی بود.

وی افزود: ما می‌خواستیم این دو محلول طوری کار کنند که وقتی پنبه و پلیمر رسانا با هم تماس پیدا می‌کنند، تا حدی با هم مخلوط شوند تا به هم بچسبند، اما نمی‌خواستیم خیلی مخلوط شوند، در غیر این صورت رسانایی کاهش می‌یابد.