Учёные лаборатории Университета Райса разработали умную одежду, вшив в неё нанотрубки, чтобы контролировать частоту сердечных сокращений и снимать постоянную электрокардиограмму (ЭКГ) владельца.
Исследование опубликовано в журнале Американского химического общества Nano Letters.
По словам учёных, волокна обладают такой же проводимостью, как и металлические провода, но их можно стирать, они удобны и гораздо реже ломаются, когда тело находится в движении.
В целом, рубашка во время эксперимента лучше собирала данные, чем стандартный монитор на нагрудном ремне, проводящий измерения в реальном времени. При сопоставлении с коммерческими медицинскими электродными мониторами рубашка из углеродной нанотрубки давала немного лучшие ЭКГ.
“Рубашка должна плотно прилегать к груди, – рассказывает аспирантка Райс Лорен Тейлор, ведущий автор исследования. – В будущих исследованиях мы сосредоточимся на использовании более плотных участков нитей из углеродных нанотрубок, чтобы увеличить площадь поверхности для контакта с кожей”.
Исследователи отметили, что волокна нанотрубок мягкие и гибкие, а одежду, в которую они входят, можно стирать в машине. Волокна могут быть вшиты в ткань машинным способом, как и стандартная нить. Рисунок зигзагообразной строчки позволяет ткани растягиваться, не разрывая их.
По словам Тейлор, волокна обеспечивают не только постоянный электрический контакт с кожей пользователя, но и служат электродами для подключения электроники, такой как передатчики Bluetooth, для передачи данных на смартфон или подключения к монитору Холтера, который может быть помещен в карман пользователя.
Известно, что лаборатория Паскуали представила волокно из углеродных нанотрубок в 2013 году. С тех пор волокна, каждое из которых содержит десятки миллиардов нанотрубок, были изучены для использования в качестве мостов для восстановления поврежденных сердец, в качестве электрических интерфейсов с мозгом, для использования в кохлеарных имплантатах, в качестве гибких антенн и для автомобильных и аэрокосмических применений.
По словам исследователей, волокна, вплетенные в ткань, также могут быть использованы для встраивания антенн или светодиодов. Незначительные изменения геометрии волокон и связанной с ними электроники в конечном итоге могут позволить одежде отслеживать показатели жизнедеятельности, силу или частоту дыхания.
Тейлор отмечает, что другие потенциальные возможности могут включать в себя человеко-машинные интерфейсы для автомобилей или мягкой робототехники, или в качестве антенн, медицинских мониторов и баллистической защиты в военной форме.
Отмечается, что рынок носимых устройств, хотя и относительно небольшой, может стать отправной точкой для нового поколения устойчивых материалов, они могут быть получены из углеводородов путем прямого расщепления, процесса, который также производит чистый водород. Разработка таких материалов находится в центре внимания Углеродного хаба.
