Международная команда ученых создала умную ткань, которая ремонтирует себя, отталкивает бактерии и может использоваться для мониторинга сердечного ритма человека. Такого эффекта удалось добиться благодаря жидкому металлу.
Частицы жидкого металла обладают многими преимуществами: высокой теплопроводностью и электропроводностью, низкой токсичностью и антимикробными свойствами. Жидкие металлы на основе галлия, которые исследователи использовали в рамках этого исследования, остаются в жидком состоянии при комнатной температуре.
Чтобы создать ткань с уникальными свойствами, ученые окунули текстиль в частицы жидкого металла. При этом поры текстиля не были забиты, что позволило ткани оставаться «дышащей». Также обнаружилось, что приложение силы к покрытой жидким металлом ткани разрушает слой окиси, делая частицы проводящими. Если же добавить на ткань больше частиц жидкого металла, ее проводимость повышается и сохраняется даже при повреждении.
«Проводящие узоры автономно “заживают” при разрезании, формируя новые проводящие пути вдоль края разреза, обеспечивая тем самым функцию самовосстановления. Это делает подобные текстильные изделия полезными в качестве соединителей цепей, нагревателей Джоуля и гибких электродов для считывания сигналов электрокардиограмм», - говорит Ви Тхань Труонг, автор исследования. Джоулев нагрев, также известный как резистивный или омический нагрев, создает тепло путем пропускания электрического тока через проводник.
Исследователи использовали ткань для изготовления ЭКГ-электродов, используемых для мониторинга сердечного ритма, и обнаружили, что они выполняют эту функцию не хуже коммерчески доступных электродов на основе геля.
Кроме того, ткань защищает носителя от бактерий Pseudomonas aeruginosa и Staphylococcus aureus. Это распространенные бактерии, ответственные за возникновение внутрибольничных инфекций, известных устойчивостью к антибиотикам.
Исследователи обнаружили, что чем больше жидкого металла нанесено на ткань, тем сильнее ее антибактериальный эффект. После одного погружения в жидкий металл текстиль блокировал стафилококк на 17%. После пяти погружений защита возросла до 90%. По словам ученых, такая способность ткани отталкивать бактерии предотвратит ее загрязнение при длительном ношении или при контакте с другими людьми.
Универсальность этой уникальной ткани делает ее идеальной для использования в больницах при создании противомикробных постелей и одежды для пациентов. Такие вещи смогут предотвращать инфекции и одновременно контролировать сердце пациента.
Исследование опубликовано в журнале Advanced Materials Technologies.
