Текстильные нервы: будущее носимой электроники

Представьте одежду, которая чувствует, реагирует и даже помогает вам двигаться. Это видение лежит в основе диссертационного проекта "текстильные нервы" — проводящих волокон, разработанных для электронного и ионного текстиля. Клод Хуниаде, автор инновационного проекта, объединил химию, механику и устойчивое развитие, чтобы переосмыслить слияние текстиля и электроники.

Проект преследовал две основные цели: во-первых, заменить металлы альтернативными проводящими материалами, такими как электронно-проводящие углероды, легированные проводящие полимеры и ионно-проводящие среды; во-вторых, заложить основу для масштабируемого производства и реалистичной характеристики текстильных нервов, особенно для использования в текстильных мышцах. Все это было рассмотрено с точки зрения текстильного производства, обеспечивая совместимость с ткацкими станками и вязальными машинами.

Улучшенные свойства текстильных волокон

Одним из наиболее ярких открытий стало использование ионных жидкостей — жидкостей, полностью состоящих из ионов — в качестве электрических проводников в текстиле. При нанесении на коммерческие волокна они улучшили гибкость и растяжимость, в результате чего ткани стали не только мягкими, но и "конформными", то есть плотно прилегающими к форме и движениям тела.

"Наше современное общество сформировано текстилем и электроникой. Когда мы думаем о величайшем примере электронного устройства — компьютере — в свое время он помог отправить первых людей на Луну в "Аполлоне-11". Сейчас ионотроника — где электрические токи управляются ионами — открывает новые двери для взаимодействия с биологическими системами, такими как нервная система человека", — пояснил Хуниаде.

Хотя эти материалы могут не сравниться с металлами по проводимости, их мягкость делает их идеальными для носимых устройств. Результат? Электроника, которая ощущается больше как одежда и меньше как аппаратное обеспечение.

"Потенциальное применение огромно: биоэлектроды, датчики, нагреватели, освещение, даже текстильные батареи. Но наиболее преобразующим применением может стать реабилитация — текстильные мышцы могли бы сделать экзоскелеты и протезы более доступными, давая людям большую автономию и мобильность", — сказал он.

Это исследование соответствует Цели устойчивого развития ООН 12: Ответственное потребление и производство. Избегая металлов и применяя принципы зеленой химии, проект предлагает более устойчивый путь вперед для двух наиболее ресурсоемких отраслей промышленности в мире — текстильной и электронной.