умная одежда

Археологи доказали, что люди начали носить одежду около 170 000 лет назад, что относится ко времени второго, последнего, ледникового периода. Уже в то время на наших предках появились самые ранние предметы одежды. Однако даже сейчас большинство современных людей носят одежду, которая едва ли очень отличается от самых старинных ее образцов. Но скоро это должно измениться, поскольку гибкая электроника все больше вплетается в так называемые «умные ткани».

Умные ткани уже существуют

Многие из «умных тканей» уже доступны для покупки сейчас: например, леггинсы, которые обеспечивают нежные вибрации для более легкой йоги, футболки, которые отслеживают производительность игроков и спортивные бюстгальтеры, которые контролируют частоту сердечных сокращений. Смарт-ткани обладают потенциально перспективным применением в здравоохранении (измерение сердечного ритма и артериального давления у пациентов), защита (мониторинг здоровья солдат и уровень активности ), автомобили (регулировка температуры сиденья для удобства пассажиров) и даже умные города (позволяющие знакам общаться с прохожими).

В недалеком будущем, в идеале электронные компоненты датчиков одежды — антенны для передачи данных и батарей для питания — будут небольшими, гибкими и в значительной степени незаметными для их владельцев. Это выполнимо уже сегодня для датчиков, многие из которых подвергаются даже машинной стирке. Однако большинство антенн и аккумуляторов, пока еще, являются жесткими и не водонепроницаемыми, поэтому перед стиркой их необходимо отсоединять от одежды.

В Лаборатории электротехники Университета штата Огайо ученые работают над тем, чтобы сделать антенны и источники питания одинаково гибкими и моющимися. В частности, они вшивают электронику непосредственно в ткани, используя проводящие нити — «э-нити» (е-threads).

АНТЕННАЯ ВЫШИВКА

умные нитиЭ-нитки, с которыми работают ученые, представляют собой пучки скрученных полимерных нитей для обеспечения прочности, каждая из которых имеет металлическое покрытие для проведения электричества. Полимерный сердечник каждой нити обычно изготавливают из кевлара или цилона, а окружающее покрытие представляет собой серебро. Затем десятки или даже сотни этих нитей скручиваются вместе, образуя одну электронную нить, которая обычно меньше половины миллиметра в поперечнике.

Эти электронные нити можно легко использовать с обычным торговым вышивальным оборудованием — теми же компьютерными машинами для сшивания, которые люди используют каждый день, чтобы поместить свои имена на спортивные куртки и толстовки. Вышитые антенны являются легкими и такими же хорошими, как и их жесткие медные коллеги и могут быть столь же сложными, как и современные печатные платы.

Антенны с электронными потоками можно комбинировать с обычными нитями в более сложных конструкциях, например, интегрировать антенны в корпоративные логотипы или другие проекты. Исследователи смогли вышивать антенны на тканях такой же тонкой, как органза и толщиной , как кевлар. После вышивания провода могут подключаются к датчикам и аккумуляторам традиционными пайками или гибкими соединениями, которые соединяют компоненты вместе.

Ученые, вполне заслуженно, хвастаются своими последними достижениями: «Мы уже смогли создать умные шляпы, которые читали глубокие сигналы мозга пациентам с болезнью Паркинсона или эпилепсией. У нас есть вышитые футболки с антеннами, которые расширяют диапазон сигналов Wi-Fi на мобильном телефоне пользователя. Мы также изготовили маты и простыни, которые контролируют рост младенцев с временной демонстрацией процесса на экране». «И мы сделали складные антенны, которые измеряют, насколько поверхность, на которой находится ткань, согнута или поднята», — говорят они.

ПЕРЕМЕЩЕНИЕ ЗА ПРЕДЕЛЫ АНТЕННЫ

Кроме того, по утверждению авторов разработки, в их лабораториях налажен процесс, под названием струйная печать. Она нужна для размещения чередующихся областей серебра и цинковых точек на ткани. Когда эти металлы контактируют с потоком, физиологическим раствором или даже сбросом жидкости из ран, серебро действует как положительный электрод, а цинк служит отрицательным электродом, а электричество течет между ними.

Иначе говоря, инженеры создали небольшое количество электричества, которое может увлажнять ткань без необходимости каких-либо дополнительных схем или компонентов. Они, таким образом, получили полностью гибкий, моющийся источник питания, который может подключаться к другой износостойкой электронике, исключая необходимость использования обычных батарей. В будущем, считают ученые, эта гибкая, пригодная для носки электроника превратит одежду в подключенные воспринимающие и коммуникационные устройства, которые хорошо станут сочетаться с тканями создаваемыми в XXI веке.

Добавить комментарий