منسوجات رسانا و هوشمند آینده

«لباس هایی که دریاف کننده و انتقال دهنده اطلاعات دیجیتال هستند ٬ به واقعیت نزدیکتر می شوند.»

کلمبوس – اوهایو : پژوهشگران در توسعه لباس های الکترونیکی پوشیدنی به نقطه عطف رسیده اند ؛ آنها موفق شده اند مدارهای الکترونیکی را با دقت اندازه 0.1 میلیمتر بصورت گلدوزی و بصورت یک پارچه برای ساخت سنسورها و قطعات الکتریکی در لباس ایجاد کنند.
با این جهت گیری محققان دانشگاه ایالتی اوهایو گام بعدی را در جهت طراحی کاربردی منسوجات کتانی که جمع آوری ٬ ذخیره سازی یا انتقال اطلاعات دیجیتال را دارند ٬ برداشته اند.
از جمله کاربرد های این فن آوری در آینده می توان به ؛ لباسی که به عنوان آنتن گوشی های هوشمند به کار می روند ٬ نظارت بر عملکر صحیح ورزشکاران ٬ ساخت باند هایی که ترمیم بافت مورد جراحی را گزارش می دهند و یا کلاه هایی که از پارچه منعطف ساخته شده و مسوولیت نظارت بر فعالیت مغز را برعهده دارند ٬ اشاره کرد.
بروی آخرین آیتم این منسوجات الکترونیکی ٬ جان ولاکیس مدیر آمایشگاه ElectroScience بهمراه آسمینا کیورتی در ایالت اوهایو مشغول بررسی هستند. ایده این است که از کلاه بعنوان ایمپلنت های مغزی توسعه یافته برای درمان بیماری صرع بهره برده شود که این امر منجر به حذف سیم کشی های خارجی در بدن می شود.

به گفته ولاکیس این ایده نساجی را متحول میکند ٬ همچنین لوییس چوپ صاحب کرسی مهندسی برق در ایالت اوهایو می گوید : ما معتقدیم که منسوجان فنی ٬ ما را قادر میسازد که براحتی بر عملکرد مغز نظارت داشته باشیم که این موضوع شامل تصویر برداری و پردازش اطلاعات نیز می شود.
نتایج پژوهش و اختراع این دو محقق در مجله IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters ثبت و چاپ شده است. در آزمایشگاه ولاکیس منسوجات کاربردی که E-Textile نیز خوانده می شوند براحتی توسط ماشین گلدوزی که در خانه ها هم یافت می شوند به منسوج دوخته می شوند. این روش مطلبی است که جایگزین سیم های فلزی نقره ایی شده است.ولاکیس در ادامه می افزاید ما برای اولین بار موفق شدیم مدارهای رسانای الکتریکی را با روش گل دوزی همانند دقتی که بردهای الکتریکی دارند بروی منسوج انتقال دهیم و هدف جدید ما توسعه منسوجاتی است که تبدیل به گیرنده یا انتقال دهنده اطلاعات دیجیتال شده اند.

کیورتی در مورد شکل گلدوزی که تعیین کننده فرکانس است توضیح می دهد :
شکل یک باند پهن آنتن ٬ بصورت دایره ایی مارپیچ است که هر بخش از این شکل هندسی انتقال انرژی در فرکانس ها مختلفی را پوشش می هد به طوری که طیف گسترده ایی از انرژی ها تحت پوشش قرار میگیرد و از اینرو قابلیت پهنای باند تلفن همراه و دسترسی به اینترنت میسر می شود.
وی در ادامه می افزاید شکل مدار تعیین کننده است و ما باید مانند مدارهای الکتریکی شکلی را برای برنامه گلدوزی دستگاه تعیین کنیم. و این هدفی است که ما دنبال کردیم تا دقت دستگاه گلدوزی را جایگزین کار با سیم های رسانای نقره بکنیم.
اما هنوز یک مشکل وجود دارد و آن اینست که در مدارهای گلدوزی شده هنوز هدایت سطحی به عملکرد خوب سیم های ضخیم نرسیده و این موضوع باعث می شود که تراکم گلدوزی بیشتر گردد تا عملکرد آنتن یا سنسور کاهش نیابد.

پیش از این محققان از نقره کوت شده با پلیمر با قطر 0.5 میلیمتر (5 برابر ضخامت فن اوری جدید) بهره می بردند که از 600فیلامنت پیچیده شده ساخته شده بود.
موضوع جدید دارای قطر 0.1 میلیمتر و تنها از 7 رشته ساخته است و هر رشته مس در مرکز قرار گرفته است.
هزینه هر 30 سانت از آنتهای جدید ساخته شده 3 سنت است و برای ساخت 300سانت شما تنها 30 سنت هزینه می کنید ٬ هزینه ای که باسیم های ساخته شده از نقره قابل مقایسه نیست.نکته قابل توجه دیگر اعمال گلدوزی بروی منسوج بعنوان آنتن است که تنها 15 دقیقه به طول می انجامد.

انجام گلدوزی این امکان را می دهد که ساخت مدار همراه با طراحی های تزیینی انجام شود و ظاهر بهتری به لباس بدهد.

این روش قرار است بروی تراشه های جاسازی شده بروی پلیمر های الاستیک نیز بکار برده شود و این فن آوری کاربردهای بیشتری را خارج از حوزه E-Textile را نوید می دهد.

آنتهای گلدوزی شده بروی منسوج قابلیت دریافت و انتقال 1تا5 گیگاهرتز فرکانس را دارا میباشد.این طرح در پنتاگون امریکا در رابطه با پروژه منسوجات فنی که بیش از 50 موسسه و دانشگاه و شرکای صنعتی همکاری میکنند پذیرفته شده است.