Výskumníci úspešne vyvinuli nový typ inteligentného vlákna, ktoré dokáže generovať energiu a vyžarovať svetlo bez potreby čipov alebo batérií. Tieto inovatívne vlákna kombinujú bezdrôtový zber energie, snímanie a prenos signálu do jednej štruktúry. Keď sú votkané do textílií, umožňujú funkcie, ako je svetelný displej a dotyková-interakcia, a to všetko bez externých zdrojov energie.
Výskum bol publikovaný v rVedaa považuje sa za veľký krok vpred vo vývoji funkčných vlákien a inteligentných textílií. Táto technológia môže zmeniť spôsob, akým ľudia interagujú so svojím prostredím a medzi sebou navzájom, a zároveň otvára nové možnosti pre inteligentné textílie vo viacerých odvetviach.
Nový smer pre inteligentné nositeľné textílie
Inteligentné nositeľné zariadenia sa už stali súčasťou každodenného života. Široko sa používajú pri monitorovaní zdravia, lekárskej starostlivosti na diaľku a interakcii medzi človekom a strojom. Väčšina existujúcej nositeľnej elektroniky sa však spolieha na pevné polovodičové súčiastky alebo zariadenia na báze flexibilného filmu-. Tieto systémy často znižujú pohodlie, priedušnosť a mäkkosť, keď sú integrované do látok.
Elektronické textílie vyrobené z inteligentných vlákien ponúkajú jasné výhody. Sú mäkšie, priedušnejšie a vhodnejšie na dlhodobé-nosenie. Dnes je väčšina inteligentných vlákien navrhnutá pomocou tradičnej „von Neumannovej architektúry“, kde čipy na báze kremíka- spracúvajú údaje. Na snímanie, napájanie a prenos signálu sú potrebné rôzne vláknové moduly. Keď sa pridajú ďalšie moduly, látky budú ťažšie, hrubšie a menej pružné.
Objavenie čipu-bezplatnej architektúry inteligentných vlákien
Počas experimentu výskumný tím z univerzitného laboratória pre pokročilé funkčné materiály pozoroval neočakávaný jav: vlákno začalo vyžarovať svetlo, keď bolo umiestnené do bezdrôtového elektromagnetického poľa. Tento objav viedol k vývoju úplne nového konceptu známeho ako inteligentné vlákno „non-von Neumannovej architektúry“.
Na rozdiel od tradičných dizajnov toto nové vlákno integruje zber energie, snímanie a prenos signálu do jedného vlákna. Odstraňuje potrebu samostatných čipov, batérií alebo zložitých elektronických modulov, čím sa výrazne znižuje hmotnosť a tuhosť.
Ako funguje vlákno
Elektromagnetické polia a vlny sú v každodennom živote všade. Tieto zdroje okolitej energie pôsobia ako bezdrôtová hnacia sila pre nové vlákno. Ľudské telo hrá dôležitú úlohu ako médium pre interakciu energie, pomáha viesť elektromagnetickú energiu do uzavretej slučky tvorenej vláknom, telom a zemou.
V jednoduchých ukážkach vlákno pri dotyku ľudskou rukou vyžaruje svetlo a generuje elektrinu. Tento vizuálny efekt zvýrazňuje jeho schopnosť priamo reagovať na ľudskú interakciu.
Vlákno má troj{0}}vrstvovú štruktúru jadro – plášť:
Vrstva jadra:Vláknová anténa vyrobená zo striebra-potiahnutého nylonu, ktorá sa používa na snímanie striedavých elektromagnetických polí
Stredná vrstva:Dielektrická vrstva, ktorá zlepšuje účinnosť väzby energie
Vonkajšia vrstva:Vrstva vyžarujúca svetlo-citlivú na elektrické-pole-
Suroviny sú lacné-a výroba vlákien aj spracovanie textilu využívajú vyspelé výrobné techniky.
Praktické aplikácie a budúci potenciál
Bez použitia čipov alebo batérií už výskumníci demonštrovali textilné{0}}displeje a bezdrôtový prenos signálu pomocou tohto vlákna. Podľa odborníkov z národného laboratória na úpravu vláknitého materiálu má táto technológia silný potenciál na využitie v každodennom oblečení a doplnkoch.
Keď sa tieto textílie dostanú do kontaktu s ľudským telom, môžu poskytnúť viditeľné snímanie prostredníctvom vyžarovania svetla, interaktívnej spätnej väzby a dokonca aj jasného osvetlenia. Rôzne pohyby a polohy tela môžu generovať jedinečné bezdrôtové signály, ktoré umožňujú-ovládanie elektronických zariadení pomocou gest.
Tieto nové funkcie by mohli výrazne zmeniť spôsob, akým ľudia prežívajú inteligentné bývanie, vďaka čomu budú technológie nosenia prirodzenejšie, pohodlnejšie a energeticky-účinnejšie.
Zdroj:Strojové a inžinierske materiály, tlačová agentúra Xinhua
(Časť obsahu pochádza z verejných informácií. Ak ide o porušenie práv, kontaktujte nás a požiadajte o odstránenie.)
