ساخت منسوجات الکترونیکی هوشمند که به سرعت در محیط تجزیه می‌شوند

یک تیم تحقیقاتی به رهبری دانشگاه ساوتهمپتون و وست انگلند بریستول در بریتانیا منسوجات الکترونیکی پوشیدنی با الکترود گرافنی ساختند که می‌توانند هم پایدار و هم زیست تخریب‌پذیر باشند.

کد خبر: ۷۷۶۳۳۵

تاریخ: ۲۴ دی ۱۴۰۳ - ۰۹:۵۸

به گزارش ایران اکونومیست، دانشگاه‌های اکستر، کمبریج، لیدز و باث در پروژه «منسوجات الکترونیکی هوشمند، پوشیدنی و سازگار با محیط زیست» (SWEET) همکاری دارند. این پروژه یک رویکرد پایدار جدید برای منسوجات الکترونیکی کاملاً جوهرافشان و سازگار با محیط زیست ایجاد کرده است.

این منسوجات الکترونیکی باید بادوام، ایمن برای پوشیدن و راحت و همچنین پایدار باشند. طراحی این تیم دارای سه لایه است؛ یک لایه حسگر، یک لایه برای رابط با حسگرها و یک پارچه پایه. برای پایه از پارچه‌ای به نام Tencel استفاده می‌کنند که از چوب تجدیدپذیر ساخته شده و زیست‌تخریب‌پذیر است. قطعات الکترونیکی فعال در این طرح از گرافن به همراه پلیمری به نام PEDOT: PSS ساخته شده‌اند. این مواد رسانا با جوهرافشان دقیق روی پارچه چاپ می‌شوند.

محققان نمونه‌هایی از این ماده را برای پایش مداوم فیزیولوژی انسان با استفاده از پنج داوطلب آزمایش کردند. نمونه‌هایی از پارچه، متصل به تجهیزات نظارتی، به دستکش‌هایی که شرکت‌کنندگان می‌پوشیدند، وصل می‌شدند. نتایج تأیید کرد که این ماده می‌تواند به طور مؤثر و قابل اعتمادی هم ضربان قلب و هم دما را در سطح استاندارد صنعت اندازه‌گیری کند.

ادغام اجزای الکتریکی در منسوجات معمولی، بازیافت مواد را پیچیده می‌کند، زیرا اغلب حاوی فلزاتی مانند نقره است که به راحتی تجزیه نمی‌شوند. پروفسور نازمل کریم در دانشکده هنر وینچستر دانشگاه ساوتهمپتون گفت رویکرد آنها دوستدار محیط زیست است.

دکتر شایلا افروج، دانشیار مواد پایدار از دانشگاه اکستر، گفت: دستیابی به نظارت قابل اعتماد و استاندارد صنعتی با مواد سازگار با محیط زیست نقطه عطف مهمی است. این نتایج نشان می‌دهد که پایداری نباید به قیمت کارکرد، به‌ویژه در کاربردهای حیاتی مانند مراقبت‌های بهداشتی تمام شود.

این تیم، منسوجات الکترونیکی را در خاک دفن کردند تا خواص زیست‌تخریب‌پذیر آن را اندازه‌گیری کنند. پس از چهار ماه، پارچه ۴۸ درصد وزن و ۹۸ درصد استحکام خود را از دست داده بود که نشان‌دهنده تجزیه نسبتاً سریع و مؤثر است. علاوه بر این، یک ارزیابی چرخه زندگی نشان داد که الکترودهای مبتنی بر گرافن تا ۴۰ برابر کمتر از الکترودهای استاندارد تأثیر بر محیط زیست دارند.

به نقل از ستاد نانو، مارزیا دولال از محققان این پروژه در دانشگاه وست انگلند بریستول می‌گوید: تحلیل چرخه زندگی به ما نشان می‌دهد که منسوجات الکترونیکی مبتنی بر گرافن در مقایسه با الکترونیک سنتی کسری از ردپای محیطی دارند. این ویژگی باعث می‌شود که آنها برای صنایعی که به دنبال کاهش تأثیرات محیط‌ زیستی خود هستند، انتخابی مسؤولانه‌تر باشند.

محققان امیدوارند اکنون بتوانند با طراحی لباس‌های پوشیدنی ساخته شده از SWEET برای استفاده در بخش مراقبت‌های بهداشتی، به‌ویژه در زمینه تشخیص زودهنگام و پیشگیری از بیماری‌های مرتبط با قلب، حرکت رو به جلو داشته باشند.