Команда инженеров из Университета Делавэра разрабатывает умный текстиль нового поколения, создавая гибкие композиты из углеродных нанотрубок, покрытые разными волокнами, включая хлопок, нейлон и шерсть.
Исследователи представили свое изобретение в ACS Sensors. Они продемонстрировали способность материала измерять давление в широком диапазоне – от легкого касания пальцем до наезда погрузчика, сообщает phys.org.
Ткань, покрытая новой сенсорной системой, подходит для использования в «умной одежде» будущего, где датчики зашиваются в стельки или саму материю для отслеживания движений человека.
Углеродные нанотрубки успешно справляются с этой задачей. При сдавливании легко измерить большие электрические изменения в ткани.
«Как сенсор, структура очень чувствительна, различая нагрузку от граммов до тонн», — сказал адъюнкт-профессор Эрик Тостенсон.
Электропроводящее нанокомпозитное покрытие было создано на волокнах путем электрофорезного осаждения (ЭФО) полиэтиленимин-функционализированных углеродных нанотрубок.
«Пленки действуют как краска, обеспечивающая чувствительность к электричеству, — сказал Тостенсон. – Покрытие, созданное с помощью ЭФО, прочно крепится к основанию. Процесс подходит для промышленного использования».
Толщина покрытия составляет 250-750 нм. Метод нанесения оставляет ткань приятной на ощупь, подходит для множества натуральных и синтетических волокон. Покрытие добавит не более грамма к весу предмета одежды или обуви.
Для его изготовления используются недорогие и относительно экологичные материалы, которые можно обрабатывать при комнатной температуре с водой в качестве растворителя.
Один из потенциальных способов применения ткани с сенсорным покрытием – измерение нагрузки на ноги при ходьбе. Данные могут помочь медикам оценить состояние после травмы или предотвратить ее у спортсменов.
Группа Тостенсон уже сотрудничает с профессором Джил Хиггинсон и ее командой в рамках пилотного проекта, проверяющего, как материал ведет себя в обуви в реальных условиях. Источник