| Портал для радиолюбителей |
Электрические цепи могут быть сплетены из проводников и полупроводников, созданных на основе натуральных волокон.
Группа исследователей из США, Италии и Франции изобрела транзисторы, которые сделаны из хлопкового волокна. По их концепции вплетенные в изделия устройства на основе этой технологии будут способны замерять уровень загрязнения одежды, отображать информацию на футболках и определять количество идущих по таким коврам людей. Мы хотим создать бесшовный интерфейс между электронными и текстильными изделиями , говорит Джуан Хинестроза (Juan Hinestroza), глава Нанотехнологической Лаборатории Текстильных изделий Корнелльского университета, расположенного Итаке, штат Нью-Йорк (США).
Вместо того, чтобы подсоединять сенсоры или процессоры к полностью готовым предметам одежды, было бы более эффективно внедрить подобные устройства прямо в ткань, говорит Анна-Лиза Бонфильо, профессор университета Кальяри (University of Cagliari), Италия; ее студент Джорджио Маттана (Giorgio Mattana) работает с хлопком в лаборатории Хинестрозы.
Целлюлоза, из которой состоит хлопок, является природным изолятором, поэтому группа исследователей покрыла каждую нить золотыми наночастицами, чтобы сделать нить проводимой. Затем они добавили тонкий слой электропроводящего полимера, известного под аббревиатурой PEDOT. Электропроводность волокон оказалась примерно в 1000 раз выше чистого хлопка, в то же время прочностные свойства практически не изменились. По словам Бонфильо, они были немного жестче не подвергшихся обработке волокон, но более эластичны. Группа продемонстрировала свойства проводимости обработанного хлопка изготовив простую схему, один конец которой шел к элементу питания, а второй к светодиоду.
Чтобы показать многофункциональность процесса, исследователи создали два типа транзисторов: органический электрохимический и органический полевой. В электрохимической версии в качестве истока, стока и затвора были использованы электропроводящие нити хлопка. Дополнительно для завершения транзистора группе нужно было создать полупроводник. Этого они достигли добавив к электропроводящим волокнам полимер полистиролсульфонат (poly(styrenesulfonate)), который обычно используется в топливных элементах с протонной мембраной (proton-exchange membrane fuel cell — PEMFC). После обработки вторым полимером нити хлопка были покрыты слоем этиленгликоля (ethylene glycol), что сделало их водонепроницаемыми.
Создание полевого транзистора также начиналось с обработки электропроводящей нити хлопка полупроводниковым полимером, который в этом случае выполнял роль электрода затвора. Но после этого нить покрыли сначала тонкой полимерной пленкой, которая выполняет роль диэлектрика, а затем другой пленкой из полупроводникового полимера.
Обработать хлопок всеми этими веществами не так трудно, как кажется на первых взгляд; по словам Бонфильо операция сравнима с окрашиванием материала. И все же в ближайшем будущем не стоит ожидать скрещенного с кальсонами mp3-плеера. В сравнении с кремниевыми аналогами скорость движения электронов в этих транзисторах низка.
Я считаю, что на данный момент более реалистичное применение технология найдет в области датчиков, говорит она. К примеру, униформа пожарных сможет выявлять опасные химикаты, или служба безопасности будет оповещаться о нахождении на борту самолета взрывчатых или наркотических веществ. Предметы одежды также смогут отслеживать частоту сердцебиения или уровень потоотделения. В быту и на работе подобные ткани - в виде ковров, настенных покрытий или обивки мебели - могут отслеживать аллергены или уровни влажности.
Если подумать, сколько в футболке волокон, и сколько в ткани соединений между основами и утками, то получим довольно приличные вычислительные мощности, говорит Хинестроза.
Комментарии:
Добавить комментарий:
| © PavKo, 2007-2018 Обратная связь Ссылки |