Istraživači su uspješno razvili novu vrstu pametnog vlakna koje može generirati energiju i emitirati svjetlost bez potrebe za čipovima ili baterijama. Ova inovativna vlakna kombiniraju bežično prikupljanje energije, očitavanje i prijenos signala u jednu strukturu. Kada su utkani u tekstil, omogućuju funkcije poput svjetlosnog prikaza i interakcije-temeljene dodirom, a sve bez vanjskih izvora napajanja.
Istraživanje je objavljeno uZnanosti smatra se velikim korakom naprijed u razvoju funkcionalnih vlakana i pametnog tekstila. Tehnologija bi mogla preoblikovati način na koji ljudi komuniciraju sa svojom okolinom i jedni s drugima, istovremeno otvarajući nove mogućnosti za inteligentni tekstil u više industrija.
Novi smjer za pametne nosive tkanine
Pametni nosivi uređaji već su postali dio svakodnevice. Naširoko se koriste u praćenju zdravlja, medicinskoj skrbi na daljinu i interakciji čovjeka i stroja. Međutim, većina postojeće nosive elektronike oslanja se na krute poluvodičke komponente ili uređaje temeljene-na fleksibilnom filmu. Ovi sustavi često smanjuju udobnost, prozračnost i mekoću kada su integrirani u tkanine.
Elektronički tekstil izrađen od pametnih vlakana nudi jasne prednosti. Mekši su, prozračniji i prikladniji za dugotrajno-nošenje. Danas je većina pametnih vlakana dizajnirana korištenjem tradicionalne "von Neumannove arhitekture", gdje čipovi-temeljeni na siliciju upravljaju obradom podataka. Za očitavanje, napajanje i prijenos signala potrebni su različiti moduli vlakana. Što se više modula dodaje, tkanine postaju teže, deblje i manje fleksibilne.
Otkriće arhitekture pametnih vlakana-bez čipa
Tijekom eksperimenta, istraživački tim iz sveučilišnog laboratorija za napredne funkcionalne materijale uočio je neočekivani fenomen: vlakno je počelo emitirati svjetlost kada se stavi u bežično elektromagnetsko polje. Ovo otkriće dovelo je do razvoja potpuno novog koncepta poznatog kao pametno vlakno "ne-von Neumannove arhitekture".
Za razliku od tradicionalnih dizajna, ovo novo vlakno integrira prikupljanje energije, senzore i prijenos signala u jedno vlakno. Uklanja potrebu za zasebnim čipovima, baterijama ili složenim elektroničkim modulima, značajno smanjujući težinu i krutost.
Kako vlakno djeluje
Elektromagnetska polja i valovi prisutni su posvuda u svakodnevnom životu. Ovi izvori ambijentalne energije djeluju kao bežična pokretačka snaga za nova vlakna. Ljudsko tijelo igra važnu ulogu kao medij za energetsku interakciju, pomažući u usmjeravanju elektromagnetske energije u zatvorenu petlju koju čine vlakno, tijelo i tlo.
U jednostavnim demonstracijama, vlakno emitira svjetlost i stvara električnu energiju kada ga dodirne ljudska ruka. Ovaj vizualni efekt naglašava njegovu sposobnost da izravno reagira na ljudsku interakciju.
Vlakno ima tro-slojnu strukturu jezgre i omotača:
Središnji sloj:Vlaknasta antena izrađena od najlona-presvučenog srebrom, koja se koristi za otkrivanje izmjeničnih elektromagnetskih polja
Srednji sloj:Dielektrični sloj koji poboljšava učinkovitost spajanja energije
Vanjski sloj:Sloj koji emitira -električno polje-osjetljiv na svjetlost-
Sirovine su niske-cijene, a proizvodnja vlakana i obrada tekstila koriste zrele proizvodne tehnike.
Praktične primjene i budući potencijal
Bez upotrebe čipova ili baterija, istraživači su već demonstrirali zaslone-temeljene na tekstilu i bežični prijenos signala pomoću ovog vlakna. Prema riječima stručnjaka iz nacionalnog laboratorija za modificiranje vlaknastih materijala, ova tehnologija ima veliki potencijal za upotrebu u svakodnevnoj odjeći i dodacima.
Kada ti tekstili dođu u dodir s ljudskim tijelom, mogu pružiti vidljiva osjetila putem emisije svjetlosti, interaktivne povratne informacije, pa čak i jakog osvjetljenja. Različiti pokreti tijela i položaji mogu generirati jedinstvene bežične signale, omogućujući-kontrolu elektroničkih uređaja temeljenu na pokretima.
Ove nove mogućnosti mogle bi značajno promijeniti način na koji ljudi doživljavaju pametan život, čineći nosivu tehnologiju prirodnijom, udobnijom i energetski -učinkovitijom.
Izvor:Strojevi i inženjerski materijali, novinska agencija Xinhua
(Neki sadržaj potječu iz javnih informacija. Kontaktirajte nas za uklanjanje ako je riječ o bilo kakvom kršenju.)
