Произведены первые масштабируемые графеновые нити для носимого текстиля

4 марта 2019 г.

от Манчестерского университета

Группа исследователей под руководством доктора Назмула Карима и профессора сэра Кости Новоселова из Манчестерского университета разработала метод производства масштабируемой пряжи на основе графена.

Многофункциональные носимые электронные ткани были в центре внимания из-за их большого потенциала для применения в здравоохранении, спортивной одежде, фитнесе и аэрокосмической отрасли.

Графен считается потенциально хорошим материалом для подобных применений из-за его высокой проводимости и гибкости. Каждый атом графена подвергается воздействию окружающей среды, что позволяет ему чувствовать изменения в окружающей среде, что делает его идеальным материалом для датчиков.

Умный носимый текстиль в последние годы пережил ренессанс благодаря инновациям, миниатюризации и революции в области беспроводной связи.

Предпринимались попытки интегрировать датчики на основе текстиля в одежду, однако текущие производственные процессы являются сложными, трудоемкими и дорогими, а используемые материалы не поддаются биологическому разложению и используют нестабильные металлические проводящие материалы.

Как опубликовано в журнале ACS Nano, процесс, разработанный командой из Национального института графена, потенциально может производить тонны проводящей пряжи на основе графена с использованием существующего текстильного оборудования и без увеличения производственных затрат.

Помимо того, что пряжа производится в больших количествах, она легко стирается, гибка, недорога и биоразлагаема.

Такие датчики могут быть интегрированы либо в RFID с автономным питанием, либо в маломощный Bluetooth для беспроводной отправки данных на мобильное устройство.

Одним из препятствий на пути развития носимых электронных тканей были громоздкие компоненты, необходимые для их питания. Раньше также было трудно включить эти компоненты без ущерба для свойств или комфорта материала, что привело к появлению персональных интеллектуальных устройств, таких как фитнес-часы.

Ведущий автор доктор Шайла Афрой, которая реализовывала проект во время своей докторской диссертации, сказала: «Чтобы представить новый интересный материал, такой как графен, в очень традиционной и хорошо зарекомендовавшей себя текстильной промышленности, самой большой проблемой является масштабируемость производства. Здесь мы преодолеваем эту проблему, производя графеновые материалы и текстиль на основе графена, используя быстрый и сверхбыстрый производственный процесс. Наша заявленная технология производства тысяч килограммов пряжи на основе графена в час является значительным прорывом для текстильной промышленности».

Доктор Назмул Карим, другой ведущий автор и научный сотрудник по обмену знаниями (графен) из Национального института графена, сказал: «Высококачественная одежда в настоящее время переживает трансформацию благодаря недавним инновациям в текстиле. Интерес текстильного сообщества к использование превосходных и многофункциональных свойств графена для создания умной и функциональной одежды».

«Мы считаем, что наш сверхбыстрый процесс производства текстиля на основе графена станет важным шагом на пути к созданию высококачественной одежды следующего поколения».

Больше информации: Минган Ху и др. Формирование сборки суперпарамагнитных наночастиц, ACS Nano (2019). DOI: 10.1021/acsnano.8b07783

Информация журнала:АСУ Нано

Предоставлено Манчестерским университетом