Дослідники успішно розробили новий тип розумного волокна, яке може генерувати електроенергію та випромінювати світло без потреби в чипах чи батареях. Ці інноваційні волокна поєднують бездротовий збір енергії, зондування та передачу сигналу в єдину структуру. Коли вони вплетені в текстиль, вони забезпечують такі функції, як світловий дисплей і сенсорна-взаємодія без зовнішніх джерел живлення.
Дослідження опубліковано вНаукаі вважається великим кроком вперед у розвитку функціональних волокон і розумного текстилю. Технологія може змінити те, як люди взаємодіють із навколишнім середовищем і один з одним, одночасно відкриваючи нові можливості для інтелектуального текстилю в багатьох галузях.
Новий напрямок для розумних текстильних виробів
Розумні носяться пристрої вже стали частиною повсякденного життя. Вони широко використовуються в моніторингу стану здоров’я, дистанційній медичній допомозі та взаємодії людини з машиною. Однак більшість наявних електронних пристроїв, які можна носити, покладаються на жорсткі напівпровідникові компоненти або пристрої на основі гнучкої плівки-. Ці системи часто знижують комфорт, повітропроникність і м’якість, коли інтегровані в тканини.
Електронний текстиль, виготовлений із смарт-волокон, має очевидні переваги. Вони м’якші, краще пропускають повітря та краще підходять для-тривалого носіння. Сьогодні більшість розумних волокон розроблено з використанням традиційної «архітектури фон Неймана», де кремнієві-чіпи обробляють дані. Для зондування, живлення та передачі сигналу потрібні різні оптоволоконні модулі. Оскільки додається більше модулів, тканини стають важчими, товщими та менш гнучкими.
Відкриття архітектури-Free Smart Fiber
Під час експерименту дослідницька група з лабораторії передових функціональних матеріалів університету спостерігала несподіване явище: волокно почало випромінювати світло, коли його помістили в бездротове електромагнітне поле. Це відкриття призвело до розробки абсолютно нової концепції, відомої як розумне волокно «архітектури не фон Неймана».
На відміну від традиційних конструкцій, це нове волокно об’єднує збір енергії, зондування та передачу сигналу в одному волокні. Це усуває потребу в окремих мікросхемах, батареях або складних електронних модулях, значно зменшуючи вагу та жорсткість.
Як працює волокно
Електромагнітні поля та хвилі присутні скрізь у повсякденному житті. Ці джерела навколишньої енергії діють як бездротова рушійна сила для нового волокна. Тіло людини відіграє важливу роль як середовище для взаємодії енергії, допомагаючи направляти електромагнітну енергію в замкнутий контур, утворений волокном, тілом і землею.
У простих демонстраціях волокно випромінює світло та генерує електрику, коли до нього торкається рука людини. Цей візуальний ефект підкреслює його здатність безпосередньо реагувати на взаємодію людини.
Волокно має три{0}}шарову структуру ядро–оболонка:
Основний шар:Оптоволоконна антена з нейлону, покритого сріблом-, яка використовується для визначення змінних електромагнітних полів
Середній шар:Діелектричний шар, який покращує ефективність передачі енергії
Зовнішній шар:Чутливий до електричного поля-світло-шар, що випромінює світло
Сировина має низьку-вартість, а виробництво волокон і текстильної продукції використовує сучасні технології.
Практичне застосування та майбутній потенціал
Дослідники вже продемонстрували текстильні-дисплеї та бездротову передачу сигналу за допомогою цього волокна без використання мікросхем чи батарей. За словами експертів національної лабораторії з модифікації волокнистих матеріалів, ця технологія має великий потенціал для використання в повсякденному одязі та аксесуарах.
Коли цей текстиль контактує з тілом людини, він може забезпечувати видиме сприйняття через випромінювання світла, інтерактивний зворотний зв’язок і навіть яскраве освітлення. Різні рухи тіла та пози можуть генерувати унікальні бездротові сигнали, що дає змогу-керувати електронними пристроями за допомогою жестів.
Ці нові можливості можуть суттєво змінити те, як люди сприймають розумне життя, зробивши переносні технології більш природними, зручними та енерго-ефективними.
Джерело:Machinery & Engineering Materials, агентство новин Xinhua
(Деякий вміст отримано з загальнодоступної інформації. Будь ласка, зв’яжіться з нами для видалення, якщо йдеться про будь-які порушення.)
