روشی جدید برای تولید پارچه های پنبه ایی رسانا جوهر های مبتنی بر گرافن

روشی جدید برای تولید پارچه های پنبه ایی رسانا جوهر های مبتنی بر گرافن

« عطف الیاف پنبه ای برای قطعات اکترونیکی کاربردی می تواند یک مجموعه کاملا جدید از برنامه های کاربردی و مراقبت های بهداشتی را در برگیرد ، با توجه به این نکته که این روش نوین دارای سمیت و حساسیت زا بودن نیست»

امروزه تکنولوژی های پوشیدینی بر اساس منسوجات الکترونیکی امکانات جدیدی را بر اساس مدارهای انعطاف پذیر در بخش بهداشت ، درمان ،نظارت بر محیط زیست و تبدیل انرژی و … برای ما به ارمغان آورده است.
در حال حاضر محققان در بخش مرکزی تحقیقاتی گرافن در دانشگاه کمبریج CGC با همکاری دانشمندان در دانشگاه جیانگنان چین ، یک روش اعمال جوهر مبتنی بر گرافن بروی پنبه ، برای تولید پارچه رسانا ابداع کرده اند.این پژوهش که در مجله کربن انتشار یافته است نشان میدهد که سنسورهای حسی پوشیدنی چگونه براساس پنبه رسانا کار میکنند.
اهمیت این روش بروی پارچه های پنبه ایی بدین جهت است که در گستره وسیعی برای پوشاک و منسوجات استفاده می شوند و تنفس پذیر بودن و راحتی پوشش و دوام خوب آن در شستشوهای مکرر از خصوصیات باز پارچه های پنبه ایی است.این خواص پارچه پنبه ایی را به یک انتخاب عالی برای منسوجات الکترونیکی تبدیل کرده است.
فرآیند جدید توسعه یافته توسط دکتر فلیس تورریسی در CGC و همکارانش روشی پایدار وکم هزینه بوده که در عین حال با محیط زیست سازگار است و مبتنی بر جوهر های رسانای برگرفته شده از گرافن است. بر اساس کار دکتر تورریسی در تهیه جوهر گرافنی قابل چاپ برای منسوجات منعطف الکترونیکی از گرافن اصلاح نشده که چسبندگی بیشتری دارند بهره گرفته شده است این گرافن در عملیات حرارتی بعدی ، پس از آنکه جوهر بروی پنبه اعمال شد از هدایت الکتریکی بهتری برخوردار می شود و اجازه می دهد تا پارچه پس از چندین بار شستشو همچنان خاصیت خود را حفظ نماید.

اگرچه محققان متعدد در سراسر جهان سنسورهای پوشیدنی را توسعه داده اند ، بسیاری از فن آوری های پوشیدنی فعلی بروی قطعات الکترونیکی سفت و سخت نصب شده بروی مواد قابل انعطاف مانند فیلم های پلاستیکی و یا پارچه بوده و بصورت مستقیم بروی منسوجات راکمتر شاهد بوده اییم. همچنین بسیاری از دست آورد های گذشته سازگاری کمتری با پوست داشته و مانع از تنفس پذیر بودن منسوج می شده اند.
دکتر تورریسی می افزاید دیگر جوهر های رسانا از فلزات گرانبها مانند نقره استفاده میشد که برای تولید بسیار گران قیمت بود در حالیکه گرافن بسیار ارزان تر بوده و از نظر شیمیایی با پنبه سازگار تر است.
پروفسور Chaoxia Wang از دانشگاه چین می گوید : این روش به ما اجازه می دهد تا سیستم های الکترونیکی را مستقیم بروی منسوج اعمال کنیم. این تکنولوژی باور نکردنی برا پارچه های هوشمند است.
کار انجام شده توسط دکتر تورریس و پروفسور وانگ و همکارانشان ، فرصت های تجاری متعددی را برای جوهر های برپایه گرافن، اعم از فن آوری های سلامت ، درمانی ، ورزشی ، نظامی و مد را در بر میگیرد.

گرافن کربنی است در فرم یک غشا تک اتمی ضخیم و بسیار رساناست.اعمال ورقه های گرافنی در حین چاپ و اعمال بروی پنبه منجر به تشکیل یک شبکه انتقال بسیار نازک و یکنواخت از گرافن می شود.
این شبکه از پوسته های نانومتری تشکیل شده است که راز حساسیت آن به فشار های ناشی از حرکت است.ازینرو گرافن پوشش داده شده بروی منسوجات پنبه ایی بعنوان یک سنسور حساس به فشار نیز مورد استفاده قرار میگیرد که تا 500 چرخه حرکت را اندازه میگیرد و تا 10 بار شستشو مقامت خود را حفظ میکند.
گرافن و مواد دو بعدی GRMS در حال تغییر چشم انداز علم و فن آوری با خواص جذب برای الکترونیک ، فوتونیک ، سنجش و تجزیه و ذخیره سازی انرژی هستند. ضخامت اتمی گرافن و خواص الکتریکی و مکانیکی بسیار عالی را از مزایای آن می توان دانست که اجازه می دهد با قرار گرفتن لایه به لایه در کنار هم یک فیلم بسیار نازک ، انعطاف پذیر و رسانا بروی سطح منسوجات تشکیل گردد. این ترکیب گرافن با سازگاری با محیط زیست و چسبندگی خوب با پنبه میتواند برنامه ایده آلی برای سنسورهای فشاری در منسوجات باشد.
این پژوهش توسط کمک های مالی از شورای تحقیقات اروپا و بنیاد بین المللی علوم طبیعی چین و وزارت علوم و فن آوری چین انجام شده است.