Разработчики Imperial встроили новые недорогие датчики, которые отслеживают дыхание, частоту сердечных сокращений и уровень аммиака, в футболки и маски для лица.
Потенциальные области применения варьируются от мониторинга упражнений, сна и стресса до диагностики и мониторинга заболеваний по дыханию и показателям жизнедеятельности.
Датчики, изготовленные из новой проводящей нити на основе хлопка, разработанной компанией Imperial, под названием PECOTEX, обходятся недорого. Всего за 0,15 доллара можно произвести метр нити, чтобы легко интегрировать более десяти датчиков в одежду, а PECOTEX совместим со стандартными компьютеризированными вышивальными машинами.
Первый автор исследования Фахад Альшабуна, доктор философии. Кандидат кафедры биоинженерии Imperial, сказал: «Гибкая среда одежды означает, что наши датчики имеют широкий спектр применений. Их также относительно легко производить, что означает, что мы можем расширить производство и открыть новое поколение носимых устройств в одежде. .»
Исследователи встроили датчики в маску для лица для контроля дыхания, футболку для контроля сердечной деятельности и текстиль для контроля таких газов, как аммиак, компонента дыхания, который можно использовать для определения функции печени и почек. Датчики аммиака были разработаны для проверки возможности изготовления датчиков газа с использованием вышивки.
Фахад добавил: «Мы продемонстрировали приложения для мониторинга сердечной деятельности и дыхания, а также для обнаружения газов. Будущие потенциальные приложения включают диагностику и мониторинг заболеваний и лечения, мониторинг тела во время упражнений, сна и стресса, а также использование в батареях, обогревателях и анти-. статическая одежда».
Исследование опубликовано в Materials Today.
Бесшовные датчики
Носимые датчики, такие как в умных часах, позволяют нам постоянно следить за своим здоровьем и самочувствием неинвазивно. Однако до сих пор не было подходящих проводящих нитей, что объясняет, почему носимые датчики, легко интегрируемые в одежду, еще не получили широкого распространения.
Введите ПЕКОТЕКС. Этот материал, разработанный и вплетенный в датчики исследователями Imperial, можно стирать в машине, он менее хрупкий и более электропроводный, чем имеющиеся в продаже проводящие нити на основе серебра, а это означает, что можно добавлять больше слоев для создания сложных типов датчиков.
Исследователи проверили датчики на имеющихся в продаже проводящих нитях на основе серебра во время и после того, как они были вышиты на одежде.
Во время вышивки PECOTEX был более надежным и с меньшей вероятностью ломался, что позволяло вышивать больше слоев друг над другом.
После вышивки PECOTEX продемонстрировал более низкое электрическое сопротивление, чем нити на основе серебра, что означает, что они лучше проводят электричество.
Ведущий автор, доктор Фират Гюдер, также из Департамента биоинженерии, сказал: «PECOTEX является высокопроизводительным, сильным и адаптируемым к различным потребностям. Он легко масштабируется, что означает, что мы можем недорого производить большие объемы, используя как бытовые, так и промышленные компьютеризированные вышивальные машины. .
«Наше исследование открывает захватывающие возможности для носимых датчиков в повседневной одежде . Отслеживая дыхание, частоту сердечных сокращений и газы, они уже могут быть легко интегрированы и, возможно, даже смогут помочь в диагностике и мониторинге лечения заболеваний в будущем».
Вышитые датчики сохранили внутренние свойства ткани, такие как износостойкость, воздухопроницаемость и ощущение на коже. Их также можно стирать в стиральной машине при температуре до 30°C.
Затем исследователи изучат новые области применения, такие как хранение энергии, сбор энергии и биохимическое зондирование для персонализированной медицины, а также найдут партнеров для коммерциализации.
«PEDOT: PSS-модифицированная хлопковая проводящая нить для массового производства электрических носимых датчиков на текстильной основе с помощью компьютерной вышивки», была опубликована 6 сентября 2022 года в Materials Today.
