According to foreign media reports, Rice University researchers recently demonstrated a clothing with carbon nanotubes that can continuously monitor the wearer's heart. There's no need to wear an uncomfortable smartwatch or chest strap to monitor your heart if your comfortable clothing does a better job. That's the idea behind "smart clothing" developed by a Rice University lab that uses its conductive nanowires to weave functionality into regular clothing.
Matteo Pasquali, a chemical and biomolecular engineer at the school's Brown School of Engineering, reports in Nano Letters, a journal of the American Chemical Society, that it sewn nanotube fibers into sportswear to monitor heart rate and perform continuous electrocardiographic monitoring of the wearer. .
Према истраживачима, влакна су проводљива као металне жице, али су перива, удобна и много је мање вероватно да ће се покидати када је тело у покрету. Све у свему, њихова побољшана одећа је била боља у прикупљању података од стандардних{0}}монитора на грудима који су вршили мерења на терену у експериментима. Када се упореди са комерцијалним мониторима медицинских електрода, одећа од угљеничних наноцеви је била нешто боља на ЕКГ-у.
"The garment had to fit snugly against the chest," said Rice graduate student Lauren Taylor, lead author of the study. "In future research, we will focus on using denser blocks of carbon nanowires so that there is more surface area to contact the skin."
Истраживачи истичу да су влакна наноцеви мекана и еластична, а одећа која их садржи може да се пере у машини. Ова влакна се могу машински ушити на тканину као стандардни конац. Цик-цак узорак шавова омогућава тканинама да се растегну без ломљења.
The fibers not only provide a stable electrical contact with the wearer's skin, Taylor said, but also act as electrodes to connect electronic devices such as Bluetooth transmitters, relay data to smartphones, or connect to Holter monitors that can fit in the user's pocket. device.
Pasquali's lab introduced carbon nanotube fibers in 2013. Since then, fibers containing tens of billions of nanotubes each have been studied to repair bridges in damaged hearts, as electrical interfaces to the brain, for cochlear implants, as flexible antennas, and for automotive and aerospace applications. Their development is also part of the Rice-based Carbon Center, a multi-university research initiative led by Rice and launched in 2019.
Оригинални филаменти наноцеви били су широки око 22 микрона, превише танки да би их машина за шивење могла носити. За прављење конаца за шивење коришћен је произвођач ужета, у основи три снопа од по седам филамената, тканих до отприлике исте величине као обични конац, рекао је Тејлор.
"We worked with a guy who sold a little machine designed to make ropes for model boats," says Taylor, who initially tried to weave the thread by hand with limited success. "He was able to make us a mid-scale device that could do that."
Она је рекла да цик{0}}узорак може да се подеси тако да се узме у обзир колико растегљива спортска одећа или други материјал. Тејлор је рекао да тим ради са др Мехдијем Разавијем и његовим колегама на Тексашком институту за срце како би открили како да максимизирају контакт са кожом.
Влакна уткана у тканину могу се користити и за уградњу антена или ЛЕД диода, рекли су истраживачи. Мале модификације геометрије влакана и повезане електронике могле би на крају омогућити одећи да прати виталне знакове, напор или брзину дисања.
Other potential uses could include human-machine interfaces in cars or soft robots, or as antennas, health monitors and bulletproof protection for military uniforms, Taylor noted. "We demonstrated with a collaborator a few years ago that carbon nanotube fibers dissipate energy better per unit weight than Kevlar fibers, and that's without some of our later progress in tensile strength," she said. "
"We're seeing this material play a role in more and more applications after 20 years of development in laboratories around the world," Pasquali said. "Carbon nanotubes are a natural building block for wearable devices due to their combination of electrical conductivity, good skin contact, biocompatibility and softness."
Тржиште опреме за ношење, иако је релативно мало, могло би бити улазна тачка за нову генерацију одрживих материјала који се могу екстраховати из угљоводоника директним цепањем, процесом који такође производи чисти водоник, рекао је он. Развој овог материјала је фокус Царбон центра.
"We are in the same situation as solar cells were decades ago," Pasquali said. "We need application leaders that can power scale-up of production and improve efficiency."
