Исследователи из Университета Райса создали смарт-рубашку, которая использует волокна из углеродных нанотрубок для создания устойчивого электрического контакта с кожей. Это позволяет собирать данные о сердечной активности пользователя. А еще новый материал открывает человечеству дверь в мир “киберпанковой” моды.
Нитки из нановолокна
Технология основана на углеродных нанотрубчатых волокнах, впервые представленных исследователями Университета Райса еще в 2013 году. Эти волокна обладают массой интересных свойств. Они прочные, как углеродное волокно, гибкие, как текстильная нить, проводят тепло и электричество, как металлическая проволока.
Нити имеют ширину около 22 микрон и состоят из десятков миллиардов углеродных нанотрубок. Уже восемь лет ученые исследуют потенциал этих потрясающих нитей в самых разных областях - кибернетических имплантатах, гибких антеннах и высокотехнологичной хирургии. Теперь настал черед умной одежды.
Чтобы использовать углеродное нанотрубчатое волокно в одежде, исследователям пришлось сделать его более толстым. Поскольку исходные волокна очень тонкие, они не могут быть использованы в сочетании со стандартной швейной машинкой. Поэтому команда использовала устройство для плетения веревок, чтобы связать волокна вместе.
Пучки нановолокна сплетались вместе в нить, сопоставимую по толщине с обычной швейной ниткой. После этого волокном можно было шить. Исследователи использовали зигзагообразный стежок, чтобы нить не рвалась при растяжении.
Зачем это нужно?
Будучи вшитыми в спортивную рубашку, волокна используют свою металлоподобную проводимость, действуя как интегрированные электроды. Это открывает ряд потрясающих возможностей.
Например, смарт-рубашка позволяет в режиме реального времени считывать данные о сердечной активности пользователя. Тесты показали, что данные оказываются даже более точными, чем информация с профессиональных приборов для сердечного мониторинга. Рубашка может считывать электрокардиограмму пользователя, и ее точность также сопоставима с профессиональными медицинскими устройствами. Но чтобы технология работала, одежда должна плотно облегать тело. «Рубашка должна быть плотно прижата к груди, - говорит аспирант Райс Лорен Тейлор, ведущий автор исследования. - В будущих исследованиях мы планируем применять больше нитей из углеродных нанотрубок, чтобы увеличить площадь их контакта с кожей».
В будущем такая умная ткань сможет использоваться для мониторинга и других жизненных показателей - температуры тела или частоты дыхания. Также с ее помощью можно будет создавать футуристическую одежду со светодиодными индикаторами или другими электронными компонентами. В общем, новый материал открывает человечеству дверь в мир “киберпанковой” моды.
«Благодаря сочетанию проводимости, хорошего контакта с кожей, биосовместимости и мягкости нити углеродных нанотрубок могут стать естественным компонентом для носимых устройств», - говорит автор исследования Маттео Паскуали.
Исследование опубликовано в журнале Nano Letters.
