Доступные умные ткани, сотканные из текстиля

Изображение предоставлено: Сангё Ли

Автор: редакция E&T

Опубликовано пятница, 21 апреля 2023 г.

Команда Кембриджского университета разработала ткань, которая может включать в одежду светодиоды, датчики, функции сбора и хранения энергии.

Исследователи продемонстрировали метод недорогого производства умного текстиля следующего поколения без необходимости изменения технологии, используемой в настоящее время для производства текстиля.

Команда добилась этого, соткав электронные, оптоэлектронные, сенсорные и энергетические компоненты из волокон на тех же промышленных ткацких станках, которые используются для производства обычного текстиля. Результатом стали лоскуты умной ткани, изготовленные дешево и экологично.

Исследователи из Кембриджа уже продемонстрировали возможность изготовления таких тканых дисплеев с помощью специализированного ручного лабораторного оборудования, а другие исследователи изготовили «умный текстиль» на предприятиях по производству микроэлектроники.

«Мы могли бы производить этот текстиль на специализированных предприятиях по производству микроэлектроники, но для этого потребуются миллиарды фунтов инвестиций», — сказал доктор Сангё Ли, руководитель исследования. «Кроме того, производство умного текстиля таким способом сильно ограничено, поскольку все должно быть изготовлено на тех же жестких пластинах, которые используются для изготовления интегральных схем, поэтому максимальный размер, который мы можем получить, составляет около 30 сантиметров в диаметре».

Вместо этого недавнее исследование команды было сосредоточено на разработке более доступных методов производства, которые могли бы позволить умному текстилю стать альтернативой более крупной электронике в таких секторах, как автомобилестроение, электроника, мода и строительство.

Работа исследователей показала, что умный текстиль можно производить с использованием автоматизированных процессов без ограничений по размеру и форме. Благодаря этой технологии команда смешала обычные волокна с устройствами накопления энергии, светодиодами и транзисторами, чтобы создать умный текстиль с помощью автоматического ткачества.

Волоконные устройства были соединены между собой методом автоматизированной лазерной сварки с использованием электропроводящего клея. Процесс также был оптимизирован, чтобы свести к минимуму повреждение электронных компонентов, что, в свою очередь, сделало «умный текстиль» достаточно прочным, чтобы выдержать растяжение на промышленном ткацком станке.

«Гибкость этого текстиля просто потрясающая», — сказал доктор Луиджи Оккипинти, один из руководителей исследования. «Не только с точки зрения механической гибкости, но и гибкости подхода, а также развертывания устойчивых и экологически чистых платформ для производства электроники, которые способствуют сокращению выбросов углекислого газа и позволяют реально применять умный текстиль в зданиях, салонах автомобилей и одежде. . В этом смысле наш подход уникален».

Исследовательская группа, работая в сотрудничестве с производителями текстиля, смогла изготовить тестовые образцы умного текстиля размером примерно 50x50 сантиметров, хотя их можно масштабировать до более крупных размеров и производить в больших объемах.

«Эти компании имеют хорошо зарекомендовавшие себя производственные линии с высокопроизводительными экструдерами для волокна и большими ткацкими станками, которые могут автоматически соткать квадратный метр текстиля», — сказал Ли. «Поэтому, когда мы вводим в этот процесс умные волокна, в результате получается электронная система, которая производится точно так же, как производятся другие текстильные изделия».

Исследователи говорят, что большие гибкие дисплеи и мониторы можно будет производить на промышленных станках, а не на специализированных предприятиях по производству электроники, что сделает их производство намного дешевле.

Выводы команды были опубликованы в журнале Science Advances.

Подпишитесь на рассылку новостей E&T News, чтобы каждый день получать на свой почтовый ящик такие замечательные истории.

Бристоль

35 200–38 000 фунтов стерлингов в год (плюс щедрые льготы)

Ридинг, Беркшир, Англия

£33770 - £48000 в год