According to foreign media reports, Rice University researchers recently demonstrated a clothing with carbon nanotubes that can continuously monitor the wearer's heart. There's no need to wear an uncomfortable smartwatch or chest strap to monitor your heart if your comfortable clothing does a better job. That's the idea behind "smart clothing" developed by a Rice University lab that uses its conductive nanowires to weave functionality into regular clothing.
Matteo Pasquali, a chemical and biomolecular engineer at the school's Brown School of Engineering, reports in Nano Letters, a journal of the American Chemical Society, that it sewn nanotube fibers into sportswear to monitor heart rate and perform continuous electrocardiographic monitoring of the wearer. .
به گفته محققان، این الیاف مانند سیمهای فلزی رسانا هستند، اما قابل شستشو، راحت هستند و در هنگام حرکت بدن کمتر شکسته میشوند. به طور کلی، لباسهای تقویتشده آنها در جمعآوری دادهها بهتر از مانیتورهای استاندارد بند سینه-که در آزمایشها اندازهگیری میکردند، بود. هنگامی که با مانیتورهای الکترود پزشکی تجاری تطبیق داده شد، لباسهای نانولوله کربنی در ECG کمی بهتر عمل کردند.
"The garment had to fit snugly against the chest," said Rice graduate student Lauren Taylor, lead author of the study. "In future research, we will focus on using denser blocks of carbon nanowires so that there is more surface area to contact the skin."
محققان خاطرنشان می کنند که الیاف نانولوله نرم و الاستیک هستند و لباس های حاوی آنها را می توان با ماشین شستشو داد. این الیاف را می توان مانند نخ استاندارد روی پارچه دوخت. الگوی دوخت زیگزاگ اجازه می دهد تا پارچه ها بدون شکستگی کشیده شوند.
The fibers not only provide a stable electrical contact with the wearer's skin, Taylor said, but also act as electrodes to connect electronic devices such as Bluetooth transmitters, relay data to smartphones, or connect to Holter monitors that can fit in the user's pocket. device.
Pasquali's lab introduced carbon nanotube fibers in 2013. Since then, fibers containing tens of billions of nanotubes each have been studied to repair bridges in damaged hearts, as electrical interfaces to the brain, for cochlear implants, as flexible antennas, and for automotive and aerospace applications. Their development is also part of the Rice-based Carbon Center, a multi-university research initiative led by Rice and launched in 2019.
رشته های نانولوله اصلی حدود 22 میکرون عرض داشتند که برای چرخ خیاطی نازک تر از آن بود. تیلور گفت که از یک طناب ساز برای ایجاد نخ قابل دوخت استفاده شده است، اساساً سه دسته از هفت رشته هر کدام، که تقریباً به اندازه نخ معمولی بافته شده است.
"We worked with a guy who sold a little machine designed to make ropes for model boats," says Taylor, who initially tried to weave the thread by hand with limited success. "He was able to make us a mid-scale device that could do that."
او گفت که الگوی زیگ{0}}را میتوان برای مشخص کردن میزان کشش یک لباس ورزشی یا پارچه دیگر تنظیم کرد. تیلور گفت که این تیم با دکتر مهدی رضوی و همکارانش در مؤسسه قلب تگزاس کار می کنند تا چگونگی به حداکثر رساندن تماس پوستی را بیابند.
به گفته محققان، الیاف بافته شده در پارچه همچنین می تواند برای تعبیه آنتن یا LED استفاده شود. تغییرات جزئی در هندسه فیبر و وسایل الکترونیکی مرتبط میتواند در نهایت به لباس اجازه دهد علائم حیاتی، تلاش یا سرعت تنفس را کنترل کند.
Other potential uses could include human-machine interfaces in cars or soft robots, or as antennas, health monitors and bulletproof protection for military uniforms, Taylor noted. "We demonstrated with a collaborator a few years ago that carbon nanotube fibers dissipate energy better per unit weight than Kevlar fibers, and that's without some of our later progress in tensile strength," she said. "
"We're seeing this material play a role in more and more applications after 20 years of development in laboratories around the world," Pasquali said. "Carbon nanotubes are a natural building block for wearable devices due to their combination of electrical conductivity, good skin contact, biocompatibility and softness."
او گفت که بازار پوشیدنی ها، اگرچه نسبتاً کوچک است، می تواند نقطه ورود نسل جدیدی از مواد پایدار باشد که می توانند از هیدروکربن ها از طریق تقسیم مستقیم استخراج شوند، فرآیندی که هیدروژن پاک نیز تولید می کند. توسعه این ماده تمرکز مرکز کربن است.
"We are in the same situation as solar cells were decades ago," Pasquali said. "We need application leaders that can power scale-up of production and improve efficiency."
