Po navedbah tujih medijev so raziskovalci Univerze Rice nedavno pokazali oblačila z ogljikovimi nanocevkami, ki lahko nenehno spremljajo srce nosilca. Ni potrebe, da nosite neprijetno pametno uro ali prsni trak za spremljanje srca, če vaša udobna oblačila naredijo boljše delo. To je ideja za "pametna oblačila", ki jih je razvil laboratorij univerze Rice, ki uporablja svoje prevodne nano žice za tkanje funkcionalnosti v običajna oblačila.
Matteo Pasquali, kemijski in biomolekularni inženir na šoli Brown School of Engineering, poroča v Časopisu Nano Letters, reviji Ameriškega kemijskega društva, da je zašil vlakna nanocevk v športna oblačila za spremljanje srčnega utripa in neprekinjeno elektrokardiografsko spremljanje nosilca. .
Po mnenju raziskovalcev so vlakna tako prevodna kot kovinske žice, vendar so napihljiva, udobna in veliko manj je, da se zlomijo, ko je telo v gibanju. Na splošno so bila njihova izboljšana oblačila boljša pri zbiranju podatkov kot standardni monitorji prsnega traku, ki so v poskusih opravili terenske meritve. Ko se ujemajo s komercialnimi medicinskimi elektrodnimi monitorji, so se oblačila iz ogljikovih nanocevkov nekoliko bolje izvajala na EKG.
"Oblačilo se je moral prilegati snugly ob prsih," je dejala študentka podiplomskega Ricea Lauren Taylor, vodilna avtorica študije. "V prihodnjih raziskavah se bomo osredotočili na uporabo gostejših blokov ogljikovih nano žic, tako da bo več površine za stik s kožo."
Raziskovalci so poudarili, da so vlakna nanocevke mehka in elastična, oblačila, ki jih vključujejo, pa se lahko strojno umijo. Ta vlakna so lahko strojna zašita na tkanino kot standardna nit. Vzorec zig-zašivanja omogoča, da se tkanine raztezajo, ne da bi jih zlomil.
Vlakna ne zagotavljajo samo stabilnega električnega stika s kožo nosilca, je dejal Taylor, temveč delujejo tudi kot elektrode za povezovanje elektronskih naprav, kot so Bluetooth oddajnik, prenosni podatki s pametnimi telefoni ali povezovanje z Holter monitorji, ki se lahko prilegajo v žep uporabnika. naprava.
Pasqualijev laboratorij je leta 2013 predstavil karbonska nanocevka vlakna. Od takrat so bila vlakna, ki vsebujejo več deset milijard nanocevk, proučevana za popravilo mostov v poškodovanih srcih, kot električni vmesniki za možgane, za polžne vsadke, kot prilagodljive antene ter za avtomobilske in vesoljske aplikacije. Njihov razvoj je tudi del Rice-based Carbon Center, multi-univerzitetne raziskovalne pobude pod vodstvom Rice in začela leta 2019.
Prvotne nanocevske filamente so bile široke okoli 22 mikronov, pretanke za stroj za ščivanje. Izdelovalec vrvi je bil uporabljen za ustvarjanje vžigale niti, v bistvu tri snopčke po sedmih filamentov, ki so tki približno enake velikosti kot navadna nit, je dejal Taylor.
"Delali smo s tipom, ki je prodal majhen stroj, namenjen izdelovalni vrvi za modelne čolne," pravi Taylor, ki je sprva z omejenim uspehom poskušal ročno vezati nit. "Uspel nam je narediti napravo srednjega obsega, ki bi to lahko naredila."
Vzorec zig-zag je mogoče prilagoditi, da se upošteva, koliko razteguje športno oblačilo ali drugo tkanino, je dejala. Taylor je rekel, da ekipa sodeluje z dr. Mehdijem Razavijem in njegovimi kolegi s Teksaškega inštituta za srce, da bi ugotovili, kako čim bolj povečati stik s kožo.
Vlakna, vtesnjena v tkanino, bi lahko uporabili tudi za vdelovanje anten ali LED, so povedali raziskovalci. Manjše spremembe geometrije vlaken in z njim povezane elektronike bi sčasoma lahko omogočile, da oblačila spremljajo vitalne znake, napor ali hitrost dihanja.
Druge možne uporabe bi lahko vključevale vmesnike človeških strojev v avtomobilih ali mehkih robotih ali kot antene, zdravstvene monitorje in neprebojno zaščito vojaških uniform, je še opazil Taylor. "S sodelavko smo pred nekaj leti dokazali, da ogljikova nanocevka bolj razkuži energijo na enoto kot Kevlarjeva vlakna, in to brez nekega našega kasnejšega napredka v natezni trdnosti," je dejala. "
"Vidimo, da ima ta material vlogo v vse več aplikacijah po 20 letih razvoja v laboratorijih po svetu," je dejal Pasquali. "Ogljikove nanocevke so naravni gradnik za nosilne naprave zaradi njihove kombinacije električne prevodnosti, dobrega stika s kožo, biokompatibilnosti in mehkobo."
Trg nosilnih snovi, čeprav razmeroma majhen, bi lahko bil vstopna točka za novo generacijo trajnostnih materialov, ki se lahko pridobivajo iz ogljikovodikov z neposrednim cepinjem, procesom, ki proizvaja tudi čisti vodik, je dejal. Razvoj tega materiala je v središču ogljikovega centra.
"Smo v enakem položaju, kot so bile sončne celice pred desetletji," je dejal Pasquali. "Potrebujemo vodje aplikacij, ki lahko povečajo proizvodnjo in izboljšajo učinkovitost."
