محققان با استفاده از پمپ های فیبری روشی برای به کارگیری فناوری های پوشیدنی مبتنی بر مایعات در پوشاک ابداع کرده اند که می تواند در محیط هایی درمانی یا شرایط آب و هوایی به شدت نامطلوب به کار گرفته شود.
به گزارش تکناک، در حال حاضر، بسیاری از فناوری های پوشیدنی مبتنی بر مایعات که با استفاده از مایعات قابلیت هایی را برای کاربران فراهم می کند، نیاز به پمپی بزرگ و پر صدا دارند . بنابراین ادغام آن در لباس‌ها اگر هم ممکن باشد، غیرعملی به نظر می‌رسد.
این تناقض به این دلیل است که دستگاه‌های پوشیدنی به طور معمول به پمپ‌های غیرقابل پوشیدن متصل می‌شوند. اما اکنون محققان آزمایشگاه مبدل‌های نرم (LMTS) در دانشکده مهندسی، راه‌حلی ساده برای این معضل ارائه داده‌اند.
به گفته هربرت شی، رئیس LMTS، ما برای اولین بار یک پمپ فیبری را معرفی می‌کنیم که در واقع لوله ای برای تولید فشار و سرعت جریان آن است. با این روش، می‌توانیم پمپ های فیبری خود را مستقیماً به لباس و پارچه بدوزیم و نیاز به استفاده از پمپ‌های معمولی را از بین ببریم.
سبک، قدرتمند و قابل شستشو
آزمایشگاه شی به دلیل مطالعاتش در زمینه سیالیت های آینده نگر، شناخته شده است. در سال ۲۰۱۹، آنها به عنوان اولین آزمایشگاه جهان، پمپ کششی را تولید کردند. مایکل اسمیت، محقق فوق دکتری LMTS و نویسنده اصلی این مطالعه می‌گوید: این کار بر اساس نسل قبلی پمپ‌های نرم انجام شده است. با این حال، با استفاده از فرمت فیبر، ما می‌توانیم پمپ‌های سبک و قدرتمندتری بسازیم که با فناوری پوشیدنی سازگارتر هستند.
پمپ های فیبری LMTS از اصلی به نام الکتروهیدرودینامیک تزریق بار (EHD) برای تولید جریان سیال بدون هیچ قطعه متحرک در پمپ های فیبر خود استفاده می کند. در این روش، دو الکترود مارپیچی در دیواره پمپ تعبیه شده اند که مولکول های یک مایع غیررسانا ویژه را یونیزه کرده و به آن شتاب می دهند. حرکت یون ها و شکل الکترود، جریان خالص سیال رو به جلو را تولید می کند که باعث عملکرد بی صدا و بدون لرزش سیستم می شود. این سیستم فقط به منبع تغذیه و باتری به اندازه کف دست نیاز دارد و به عنوان یک فناوری سبک و قابل حمل، مناسب فناوری های پوشیدنی مبتنی بر مایعات است.
برای دستیابی به ساختار منحصربه‌فرد برای پمپ فیبری ، محققان از یک تکنیک جدید استفاده کردند. در این تکنیک، سیم‌های مسی و رشته‌های پلی‌اورتان به یکدیگر و در اطراف یک میله فولادی پیچانده می‌شوند و سپس در دمای بالا ذوب می‌شوند. پس از برداشتن میله، الیاف 2 میلی‌متری از آن به دست می‌آید که می‌تواند با استفاده از تکنیک‌های استاندارد بافندگی و دوخت در منسوجات ادغام شود.
طراحی ساده پمپ فیبری مزیت‌های بسیاری دارد. مواد لازم برای ساخت آن ارزان و در دسترس هستند و روند تولید آن ساده است. همچنین، چون فشار تولیدی پمپ به طول آن مرتبط است، لوله‌ها را می‌توان به صورت دلخواه برش داد تا باعث بهینه سازی عملکرد و کاهش وزن در فناوری های پوشیدنی مبتنی بر مایعات شود. سیستم پمپ نیز با استفاده از مواد شوینده معمولی قابل شستشو است.
از اسکلت خارجی تا واقعیت مجازی
قبلاً نویسندگان به نحوی نشان داده‌اند که پمپ‌های فیبر می‌توانند در فناوری‌های پوشیدنی جدید و جذاب مورد استفاده قرار گیرند. به عنوان مثال، آنها می‌توانند با استفاده از لباس‌ها، مایع سرد یا گرم را به حرکت درآورند تا به مدیریت دمای بدن در محیط‌هایی با دمای شدید یا در محیط درمانی کمک کنند. همچنین، این روش به کسانی که به دنبال بهینه سازی عملکرد ورزشی هستند نیز کمک می‌کند.
اسمیت می‌گوید: به هر حال این کاربردها به لوله‌های طولانی نیاز دارند و در مورد کار ما، لوله همان پمپ است. این بدان معناست که می‌توانیم مدارهای سیال بسیار ساده و سبکی برای فناوری های پوشیدنی مبتنی بر مایعات بسازیم که پوشیدن آنها مطلوب و راحت باشد.
این مطالعه همچنین ماهیچه‌های مصنوعی ساخته شده از پارچه و پمپ‌های فیبر تعبیه‌شده در آن را توصیف می‌کند که می‌توانند برای تقویت اسکلت‌های بیرونی نرم و کمک به حرکت و راه رفتن بیماران استفاده شوند.
این پمپ حتی می تواند با شبیه سازی حس دما، بعد جدیدی را به دنیای واقعیت مجازی بیاورد. در این حالت، کاربران دستکشی با پمپ‌های پر از مایع سرد یا گرم می‌پوشند که به آنها اجازه می‌دهد تغییرات دما را در پاسخ به تماس با یک شی مجازی احساس کنند.
آینده پمپ های جدید
محققان در حال حاضر به دنبال بهبود عملکرد این پمپ فیبری هستند. اسمیت می‌گوید: پمپ‌ها در حال حاضر عملکرد خوبی دارند، و ما مطمئن هستیم که می‌توانیم به بهبود در زمینه‌هایی مانند کارایی و طول عمر فناوری های پوشیدنی مبتنی بر مایعات ادامه دهیم. مطالعه بر افزایش تولید پمپ های فیبر آغاز شده است و LMTS برای تعبیه آنها در دستگاه های پوشیدنی پیچیده تر، برنامه هایی دارد.
