Hitech logo

Кейсы

Сверхтонкое умное волокно превратит любую одежду в носимую электронику

TODO:
Екатерина Шемякинская4 февраля, 15:41

Ученые из Сингапура и Китая разработали ультратонкое интеллектуальное волокно, которое можно вплетать в обычные ткани. Исследователи использовали полимерные и полупроводниковые материалы, чтобы создать длинные нити. В перспективе сшитый из них джемпер позволит обмениваться фото, а «умная» шапка вибрациями передаст информацию о светофорах слабовидящему человеку. Волокно также может использоваться в медицинских приложениях для мониторинга здоровья. Команда исследует возможность превращения других электронных компонентов, таких как батареи, в нитевидные формы.

Самые интересные технологические и научные новости выходят в нашем телеграм-канале Хайтек+. Подпишитесь, чтобы быть в курсе.

Команда разработала метод создания бездефектных нитей длиной в сотни метров путем внедрения синтетических волокон в полупроводниковые материалы. Для этого полупроводниковую проволоку сначала вставляют в стеклянную трубку, которую нагревают до тех пор, пока проволока не станет достаточно мягкой, чтобы ее можно было вытянуть в тонкую нить. Как только она остынет, стекло убирают. Далее полупроводниковая нить помещается в полимерную трубку вместе с металлическими проводами. Ее нагревают и растягивают, чтобы получилась тонкая гибкая нить.

Производственный процесс совместим с оборудованием, широко используемым в текстильной промышленности.

Полимерная оболочка может по ощущению напоминать рыболовную леску, но функциональное волокно составит менее 5% от общей площади ткани, чтобы обеспечить максимальный комфорт для пользователя. Такая ткань будет ощущаться как хлопчатобумажная одежда.

Джемпер, сотканный из новых полупроводниковых волокон толщиной с человеческий волос, сможет обмениваться фотографиями с другими пользователями через систему беспроводной связи на основе света. Сделанная аналогичным образом шапка может помочь слабовидящему человеку безопасно перейти дорогу, отправляя информацию о сигналах светофора на телефон и заставляя его вибрировать в соответствии с меняющимися цветами. Более того, и джемпер, и шапку можно стирать.

Вместо умных часов с жестким оборудованием волокно позволит пользователям выбрать гибкий ремешок для измерения сердечного ритма. А «умный» топ, надетый в музей, сможет получать информацию об экспонатах и передавать ее в наушник, пока человек перемещается по залам.

По словам исследователей, волокно также может работать под водой. В ходе испытаний маленькая подводная лодка с приклеенными к поверхности волокнами смогла получать команды с телефона для указания направления.

Команда продолжит исследования по превращению других электронных компонентов, таких как батареи, в нитевидные формы, чтобы они могли составить полноценную систему умного текстиля. Ученые также работают над дисплеями на основе светоизлучающих волокон. Это позволит отобразить контент, скажем, на рукаве рубашки. Их долгосрочная цель — создать оптоволоконную батарею для питания оптоволоконных датчиков с отображением и вычислениями в качестве дополнительных функций. Простые вычислительные функции носимого устройства будут гарантировать, что оно передает только необходимые данные, тем самым снижая энергопотребление.