هوشمند سازی لباس با استفاده از فلز مایع مشتق از جلبک! - وبلاگ ایران

به گزارش وبلاگ ایران، صنعت طراحی و فراوری پوشاک هوشمند اگرچه کاملاً نوپا به نظر می رسد، اما سرمایه گذاری های قابل توجهی را به خود جذب نموده است. این فناوری که می تواند خدمات قابل توجهی را به ما عرضه کند، اخیراً شاهد یک نوآوری در زمینه فراوری این لباس ها بوده که براساس آن فلزی که قرار است به عنوان اتصالات هوشمند لباس باشد به صورت مایع و جوهر در دستگاه چاپ سه بعدی قرار گیرد و بر روی لباس به چاپ برسد.

به گزارش وبلاگ ایران، در آینده، لباس های هوشمند ممکن است بخشی جدا ناپذیر در زندگی ما باشند که شرایط بدن ما را کنترل می نمایند، با تلفن های هوشمند ارتباط برقرار می نمایند و به طور کلی سلامتی ما را مدیریت می نمایند. اما قبل از رویا پردازی ابتدا، دانشمندان باید راهی بیابند تا مدار های پیچیده، انعطاف پذیر و بادوام را به صورت ارزان بر روی انواع پارچه نصب نمایند. اکنون، بر اساس مطالعه ای که در ACS Applied Materials & Interfaces گزارش شده، محققان یک جوهر چاپ سه بعدی رسانا فراوری شده از قطرات فلز مایع که با آلژینات- پلیمر مشتق شده از جلبک- پوشیده شده است، ساخته اند.

وسایل الکترونیکی معمولی سفت و سخت هستند و نمی توانند در برابر حرکات پیچشی و کششی که لباس در طول فعالیت های معمول روزانه متحمل می گردد، مقاومت کند. در این میان، فلزات مایع مبتنی بر گالیوم (LMs)، به علت ماهیت سیال و رسانایی عالی خود، مواد امیدوار نماینده ای برای ساخت اجزای الکترونیکی انعطاف پذیر هستند. با این حال، LM ها به خوبی به پارچه ها نمی چسبند، و کشش سطحی بزرگ آن ها باعث می گردد که در حین چاپ سه بعدی به جای تشکیل مدار های پیوسته، توپی شوند. در یک مطالعه نو، یونگ هه و همکارانش کوشش کردند نوع نوی از جوهر رسانا بسازند که می توان آن را به صورت سه بعدی مستقیماً روی لباس با الگو های پیچیده چاپ کرد.

محققان برای ساخت این جوهر، LM و آلژینات را مخلوط کردند. هم زدن محلول و حذف مایع اضافی منجر به ایجاد ریز قطرات LM شد که با یک پوسته میکروژل آلژینات پوشانده شدند. جوهر بسیار ضخیم بود تا اینکه به وسیله یک نازل برای چاپ سه بعدی فشرده شد که پیوند های هیدروژنی موجود در میکروژل را شکست و آن را روان تر کرد. هنگامی که جوهر به سطح پارچه رسید، پیوند های هیدروژنی اصلاح شد و باعث شد الگوی چاپ شده شکل خود را حفظ کند. این تیم جوهر نو را بر روی سطوح مختلف از جمله کاغذ، پارچه های پلی استر، پارچه های نبافته و نوار اکریلیک پرینت سه بعدی کردند. اگرچه الگو های چاپ شده در ابتدا رسانا نبودند، اما محققان آن ها را با کشش، فشار دادن یا انجماد، فعال کردند که باعث پاره شدن شبکه های آلژینات خشک شده برای اتصال ریز قطرات LM شد.

پس از فعال سازی، مدار های چاپی دارای رسانایی الکتریکی و ویژگی های سنجش عالی بودند. علاوه بر این، اعمال ولتاژ کمی به انتهای مدار باعث گرم شدن آن حتی در دما های بسیار سرد می گردد. برای نشان دادن قابلیت های جوهر، تیم یک سری لوازم الکترونیکی را به صورت سه بعدی روی لباس های تجاری چاپ کرد. روی یک تی شرت، آن ها یک برچسب ارتباطی را چاپ کردند که تلفن هوشمندی را که در نزدیکی آن قرار داشت، برای باز کردن یک وب سایت راهنمایی می کرد. سنسور های دیگری که روی لباس چاپ می شوند، حرکت مفصل آرنج یا زانو را کنترل می نمایند. بعلاوه مداری که به وسیله یک باتری کوچک تغذیه می گردد، الگوی چاپ شده را در کمتر از یک دقیقه به بالای 120 درجه فارنهایت گرم می نماید. دانشمندان می گویند، جوهر LM-alginate را می توان با خیساندن پارچه در محلول ضعیف هیدروکسید سدیم بازیافت کرد و فلز مایع تازه را برای کاربرد های نو بازیابی کرد.

منبع: techxplore

ترجمه: مصطفی جرفی-وبلاگ ایران