ازبین رفتن محدودیت های تولید پارچه های هوشمند
Overcoming the limitations of smart fabrics
اولین ساختار هوشمند و قابل انعطاف تماما ساخته شده با الیاف
یک تیم بین المللی از دانشمندان به سرپرستی دانشگاه کمبریج انگلستان یک صفحه نمایش پارچه ای هوشمند تماما تاری پودی تولید کرده اند که دارای عملکردهای الکترونیکی ، حسگر ها، انرژی و اشعه نور در آن می باشد. عملکردها مستقیماً در الیاف و نخ ها تعبیه شده اند که با استفاده از فرآیندهای صنعت نساجی تولید می شوند.
محققان می‌گویند این روش می‌تواند منجر به ساخت وسایلی همچون پرده‌ها ، تلویزیون، فرش‌های هوشمند و لباس‌ها و پارچه‌ها با تجهیزات انرژی خودکار می شود. این اولین باری است که یک سیستم پیچیده قابل انعطاف در منسوجات با استفاده از رویکردی تولید تمامامبتنی بر الیاف به بازار عرضه شده است. نتایج این نواوری در مجله Nature Communications گزارش شده است.
علیرغم پیشرفت های اخیر در تولید منسوجات هوشمند، عملکرد، ابعاد و شکل آنها بواسطه فرآیندهای تولید فعلی در صنعت نساجی دچار محدودیت شده است. نوآوری جدید استفاده از الیاف هوشمند در منسوجات از طریق فرآیندهای بافندگی به این معنی است که این تکنولوژی می تواند در اشیاء روزمره گنجانده شود، بطوریکه طیف وسیعی از کاربردهای ممکن را دربرگیرد. اگرچه، تا به امروز، تولید این الیاف به اندازه ای محدود بوده است و یا این تکنولوژی با منسوجات و فرآیند بافندگی سازگار نبوده است.
قابلیت های چندگانه
برای اینکه این فناوری با بافت پارچه سازگار باشد، محققان هر یک از اجزای الیاف را با موادی پوشانده اند بطوریکه بتواند کشش کافی را تحمل کند تا بتوان از آنها در تولید منسوجات و پوشاک استفاده نمود. این تیم همچنین برخی از قطعات ساخته شده با الیاف را برای بهبود اطمینان و دوام به شکل تارو پودی به هم بافتند. در نهایت، آنها چندین قطعه الیاف را با استفاده از چسب های رسانا و تکنیک های جوش لیزری به یکدیگر متصل کردند.
با تلفیق این تکنیک ها با هم، آنها توانستند چندین قابلیت را با فرآیندهای استاندارد تولید پارچه در یک تکه پارچه بافته شده بگنجانند.
پارچه به دست آمده می تواند به عنوان نمایشگر عمل کند، ورودی های مختلف را مشاهده کند یا انرژی را برای استفاده بعدی ذخیره نماید. این پارچه می تواند سیگنال های فرکانس رادیویی، لمس، نور و دما را تشخیص دهد. همچنین می‌توان آن را رول کرد و چون با استفاده از تکنیک‌های تولید پارچه صنعتی ساخته می‌شود، رول‌های بزرگ این پارچه ها را می‌توان با این روش ساخت.
محققان می گویند نمونه اولیه این نمایشگرها راه را برای نسل بعدی لوازم و منسوجات الکترونیکی هموار می کند؛ بدین ترتیب در بخش هایی مانند سازه های هوشمند و کم مصرف که می توانند انرژی خود را تولید و ذخیره کنند، اشیا هوشمند ، شبکه های حسگر غیر متمرکز و نمایشگرهای لمسی در قالب پارچه های انعطاف پذیر و قابل پوشیدن می تواند بکار برده شود.
پروفسور جونگ مین کیم عضو دپارتمان مهندسی کمبریج دراین باره گفت: «رویکرد ما بر پایه همگرایی میکرو و نانوفناوری، نمایشگرهای پیشرفته، حسگرها، انرژی و تولید فنی منسوجات است. این اولین گام به سوی اکتشافات بیشتر در حوزه الیاف و منسوجات الکترونیکی پایدار برای کاربردهای روزانه است..»
پروفسور Luigi Occhipinti، عضو دپارتمان مهندسی کمبریج ، نیز افزود: «با گنجاندن عملکردهای الکترونیکی ، نور، حسگر و انرژی، در الیاف ما می‌توانیم به تکنولوژی جدیدی از دستگاه‌ها و سیستم‌های هوشمند دست یابیم. با به نمایش گذاشتن تمام پتانسیل خود در تولید پارچه، به زودی می‌توانیم به تجهیزات و وسایل هوشمند و خودکار دست پیدا کنیم که مستقیما در اشیاء روزمره و بسیاری از کاربردهای دیگر می توانند ادغام شوند.
محققان با همکاری با کشورهای اروپایی درصددند تا این فناوری را برای اشیاء روزمره پایدار و قابل استفاده بکار برند. آنها همچنین در تلاشند تا مواد پایدار را با اجزای الیاف ادغام کنند و فناوری جدیدی از سیستم های نساجی انرژی را ارائه دهند. پارچه های هوشمند انعطاف‌پذیر در نهایت می‌تواند به باتری‌ها، ابرخازن‌ها، پنل‌های خورشیدی و سایر دستگاه‌ها تبدیل شود.
بودجه این تحقیق توسط بخش کمیسیون اروپا و شورای تحقیقات مهندسی و علوم فیزیکی EPSRC،و بخش تحقیقات و نوآوری بریتانیاUKRI تامین گردیده است.
برای مطالعه مطالب بیشتر به سایت نساج یار مراجعه فرمایید. www.nassajyar.com
- ۰۱/۰۳/۲۳