Vaskbar, bærbare batterilignende enheder kunne væves direkte i tøjet

Bærbare elektroniske komponenter, der er indarbejdet direkte i tekstiler, er udviklet af forskere ved University of Cambridge. Enhederne kan bruges til fleksible kredsløb, sundhedsovervågning, energiomdannelse, og andre applikationer.

Cambridge -forskerne, arbejder i samarbejde med kolleger ved Jiangnan University i Kina, har vist, hvordan grafen-en todimensionel form for kulstof-og andre beslægtede materialer direkte kan inkorporeres i tekstiler til fremstilling af ladelagringselementer såsom kondensatorer, baner vejen for tekstilbaserede strømforsyninger, der kan vaskes, fleksibel og behagelig at have på.

Forskningen, offentliggjort i tidsskriftet Nanoskala , viser, at grafenfarver kan bruges i tekstiler, der er i stand til at lagre elektrisk ladning og frigive den, når det kræves. De nye tekstilelektroniske enheder er baseret på billige, bæredygtig og skalerbar farvning af polyesterstof. Blækkene fremstilles ved hjælp af standard løsningsteknikker.

Bygger på tidligere arbejde fra samme team, forskerne designede blæk, der kan belægges direkte på et polyesterstof i en enkel farvningsproces. Processens alsidighed gør det muligt at inkorporere forskellige typer elektroniske komponenter i stoffet.

De fleste andre bærbare elektronikker er afhængige af stive elektroniske komponenter monteret på plast eller tekstiler. Disse tilbyder begrænset kompatibilitet med huden under mange omstændigheder, er beskadiget, når de vaskes og er ubehagelige at have på, fordi de ikke er åndbare.

"Andre teknikker til at indarbejde elektroniske komponenter direkte i tekstiler er dyre at producere og kræver normalt giftige opløsningsmidler, hvilket gør dem uegnede til at blive båret, "sagde Dr. Felice Torrisi fra Cambridge Graphene Center, og papirets tilsvarende forfatter. "Vores blæk er billige, sikker og miljøvenlig, og kan kombineres til at skabe elektroniske kredsløb ved simpelthen at lægge forskellige stoffer fremstillet af todimensionelle materialer på stoffet. "

Forskerne suspenderede individuelle grafenplader i et opløsningsmiddel med lavt kogepunkt, som let fjernes efter aflejring på stoffet, hvilket resulterer i et tyndt og ensartet ledende netværk, der består af flere grafenark. Den efterfølgende overlejring af flere grafen- og sekskantede bornitrid (h-BN) stoffer skaber en aktiv region, som muliggør opbevaring af opladninger. Denne slags 'batteri' på stof er bøjelig og kan modstå vaskecyklusser i en normal vaskemaskine.

"Tekstilfarvning har eksisteret i århundreder ved hjælp af simple pigmenter, men vores resultat viser for første gang, at blæk baseret på grafen og beslægtede materialer kan bruges til at producere tekstiler, der kan lagre og frigive energi, "sagde medforfatter professor Chaoxia Wang fra Jiangnan University i Kina." Vores proces er skalerbar, og der er ingen grundlæggende hindringer for den teknologiske udvikling af bærbare elektroniske apparater både hvad angår deres kompleksitet og ydeevne. "

Det arbejde, Cambridge-forskerne har udført, åbner en række kommercielle muligheder for blæk baseret på todimensionale materialer, lige fra personlig sundhed og trivselsteknologi, til bærbar energi og datalagring, militære beklædningsgenstande, bærbar computing og mode.

"At omdanne tekstiler til funktionelle energilagringselementer kan åbne et helt nyt sæt applikationer, fra høstning og lagring af kropsenergi til tingenes internet, "sagde Torrisi" I fremtiden kunne vores tøj inkorporere disse tekstilbaserede ladelagringselementer og kraftige bærbare tekstilindretninger. "