ابداع پارچه‌ای که از گرمای بدن برق تولید می‌کند 

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از IE ، در آینده‌ای نزدیک، ممکن است پوشاک ساخته شده از پارچه‌های هوشمند به بازار عرضه خواهد شد که از َانرژی خورشید برای گرم نگه داشتن ما استفاده کنند. 

پژوهشگران دانشگاه واترلو در کانادا، ماده خلاقانه‌ای ابداع کرده اند که گرمای بدن و نور خورشید را به برق تبدیل می‌کند. این فناوری نیاز به باتری‌های حجیم برای تامین انرژی پارچه را از بین برده و پوشیدن آسان لباس‌های ساخته شده با این پارچه‌های کشسان را امکان پذیر می‌کند. 

محققان می‌گویند می‌توان با ادغام حسگرها، عملکرد پارچه هوشمند را افزایش داد. به این ترتیب، پارچه می‌تواند برای نظارت بر ضربان قلب و دما و حتی تشخیص مواد شیمیایی در نفس شما استفاده شود.

«یونینگ لی» «Yuning Li» مجری این تحقیقات و استاد مهندسی شیمی گفت: «ما یک ماده پارچه‌ای با قابلیت‌های حسی چند منظوره و پتانسیل خود – توان تولید کرده ایم. این نوآوری ما را به کاربرد‌های عملی پارچه‌های هوشمند نزدیک می‌کند.»

پارچه هوشمند کشسان

این گروه پژوهشی با موفقیت مواد پیشرفته‌ای مانند MXene و پلیمر‌های رسانا را با روش‌های پیشرفته تولید نساجی ترکیب کرده است. MXen‌ها و پلیمر‌های رسانا موادی هستند که به دلیل رسانایی الکتریکی و انعطاف پذیری بالا شناخته شده اند. 

آنها 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، یک پارچه ترموالکتریک کششی می‌سازد. 

امروزه اکثر وسایل الکترونیکی پوشیدنی نیاز به برق خارجی یا شارژ مجدد منظم دارند، اما این پارچه نوآورانه نیاز به باتری را کاملا از بین می‌برد. محققان تاکید می‌کنند که این پارچه جدید پایدارتر، بادوام‌تر و مقرون به صرفه‌تر از انتخاب‌های موجود در بازار است. 

لی افزود: «فناوری هوش مصنوعی به سرعت در حال پیشرفت است و تجزیه و تحلیل پیشرفته سیگنال‌ها را برای نظارت بر سلامت، ذخیره سازی مواد غذایی و دارویی، نظارت بر محیط زیست و موارد دیگر ارائه می‌دهد. با این حال، این پیشرفت به جمع آوری داده‌های گسترده متکی است، که حسگر‌های معمولی اغلب حجیم، سنگین و پرهزینه، نمی‌توانند آن را برآورده کنند.»

حسگر‌های چاپ شده، از جمله آنهایی که در پارچه‌های هوشمند تعبیه شده اند، برای جمع آوری و نظارت مداوم داده ها، مطلوب هستند. این پارچه هوشمند جدید گامی رو به جلو در عملی کردن این برنامه‌ها است.

وقتی پارچه در یک ماسک جاسازی می‌شود، با استفاده از اختلاف دمای بدن و محیط، گرمای بدن را به برق تبدیل کرده و امکان نظارت دقیق بر تعداد تنفس را فراهم می‌آورد.

بنا بر اعلام محققان، این ماسک‌های هوشمند می‌توانند دما و سرعت تنفس را کنترل و در عین حال شاخص‌های شیمیایی ویروس ها، سرطان ریه و سایر بیماری‌ها را نیز شناسایی کنند.

حتی جالب‌تر آنکه، این پارچه نوآورانه می‌تواند برای ارزیابی سلامت مفاصل نیز استفاده شود. مجریان این طرح می‌گویند: «قابلیت‌های حس کشش پارچه ترموالکتریک مبتنی بر MXene، نظارت بر شرایط مفاصل بدن را از طریق تغییر شکل آن، تسهیل می‌کند.»

حتی ورزشکاران نیز می‌توانند از این پارچه برای ردیابی عملکرد استفاده کنند و دیگر نیازی به پوشیدنی‌های حجیم نداشته باشند.

این محققان قصد دارند در مرحله بعد عملکرد پارچه را افزایش داده و آن را با قطعات الکترونیکی ترکیب کند. آنها همچنین برنامه‌هایی برای ایجاد یک اپلیکیشن تلفن هوشمند دارند که داده‌های سلامتی را مستقیما به ارائه دهندگان مراقبت‌های بهداشتی جمع آوری و ارسال می‌کند. این برنامه می‌تواند نظارت مداوم و غیر تهاجمی سلامت را فعال کند.

نتایج این تحقیقات در نشریه Materials Science & Technology منتشر شده است.