Istraživači su razvili sledeću generaciju pametnih tekstila – uključujući LED diode, senzore, prikupljanje energije i skladištenje – koji se mogu proizvoditi jeftino, u bilo kom obliku ili veličini, koristeći iste mašine koje se koriste za izradu odeće koju nosimo svaki dan.
Međunarodni tim, predvođen Univerzitetom u Kembridžu, ranije je pokazao da se tkani displeji mogu napraviti u velikim veličinama, ali ovi raniji primeri su napravljeni korišćenjem specijalizovane ručne laboratorijske opreme. Drugi pametni tekstil se može proizvoditi u specijalizovanim postrojenjima za mikroelektronsku proizvodnju, ali oni su veoma skupi i proizvode velike količine otpada.
Međutim, tim je otkrio da se fleksibilni displeji i pametne tkanine mogu napraviti mnogo jeftinije i održivije, tkanjem elektronskih, optoelektronskih, senzorskih i energetskih komponenti na istim industrijskim razbojima koji se koriste za proizvodnju konvencionalnog tekstila. Njihovi rezultati, objavljeni u časopisu Science Advances, pokazuju kako bi pametni tekstili mogli biti alternativa većoj elektronici u sektorima uključujući automobilsku, elektroniku, modu i građevinarstvo.
Uprkos nedavnom napretku u razvoju pametnih tekstila, njihova funkcionalnost, dimenzije i oblici su ograničeni trenutnim proizvodnim procesima. Istraživači su razvili sledeću generaciju pametnih tekstila – koji uključuju LED diode, senzore, prikupljanje energije i skladištenje – koji se mogu proizvoditi jeftino, u bilo kom obliku ili veličini, koristeći iste mašine koje se koriste za izradu odeće koju nosimo svaki dan. Zasluge: Sanghio Lee
„Mogli bismo da pravimo ove tekstile u specijalizovanim postrojenjima za mikroelektroniku, ali to zahteva milijarde funti ulaganja“, rekao je dr Sangjo Li sa Kembridžovog odeljenja za inženjerstvo, prvi autor lista. „Osim toga, proizvodnja pametnog tekstila na ovaj način je veoma ograničena, jer sve mora biti napravljeno na istim krutim pločicama koje se koriste za izradu integrisanih kola, tako da je maksimalna veličina koju možemo da dobijemo oko 30 centimetara u prečniku.
„Pametni tekstil je takođe ograničen nedostatkom praktičnosti“, rekao je dr Luiđi Okipinti, takođe sa Odeljenja za inženjerstvo, koji je ko-vodio istraživanje. „Razmišljate o vrsti savijanja, istezanja i savijanja koje normalne tkanine moraju da izdrže, i bio je izazov ugraditi tu istu izdržljivost u pametne tekstile.“
Prošle godine, neki od istih istraživača su pokazali da ako su vlakna koja se koriste u pametnim tekstilima obložena materijalima koji mogu da izdrže istezanje, mogla bi biti kompatibilna sa konvencionalnim procesima tkanja. Koristeći ovu tehniku, proizveli su 46-inčni tkani demonstracijski displej.
Istraživači su sada pokazali da se pametni tekstili mogu napraviti pomoću automatizovanih procesa, bez ograničenja njihove veličine ili oblika. Više vrsta uređaja sa vlaknima, uključujući uređaje za skladištenje energije, diode koje emituju svetlost i tranzistore, proizvedeno je, inkapsulirano i pomešano sa konvencionalnim vlaknima, sintetičkim ili prirodnim, da bi se napravio pametni tekstil automatskim tkanjem. Uređaji sa vlaknima su međusobno povezani automatizovanom metodom laserskog zavarivanja sa elektroprovodljivim lepkom.
Svi procesi su optimizovani kako bi se minimizirala oštećenja elektronskih komponenti, što je zauzvrat učinilo pametni tekstil dovoljno izdržljivim da izdrži istezanje industrijske mašine za tkanje. Metoda inkapsulacije je razvijena da bi se razmotrila funkcionalnost uređaja sa vlaknima, a mehanička sila i toplotna energija su sistematski istražene da bi se postiglo automatizovano tkanje i lasersko međusobno povezivanje, respektivno.
Istraživački tim, koji je radio u partnerstvu sa proizvođačima tekstila, bio je u mogućnosti da proizvede testne komade pametnog tekstila od otprilike 50k50 centimetara, iako se to može povećati na veće dimenzije i proizvoditi u velikim količinama.
„Ove kompanije imaju dobro uspostavljene proizvodne linije sa ekstruderima vlakana velike propusnosti i velikim mašinama za tkanje koje mogu automatski da tkaju kvadratni metar tekstila“, rekao je Li. „Dakle, kada uvodimo pametna vlakna u proces, rezultat je u osnovi elektronski sistem koji se proizvodi na potpuno isti način na koji se proizvodi drugi tekstil.
Istraživači kažu da bi moglo biti moguće da se veliki, fleksibilni displeji i monitori prave na industrijskim razbojima, a ne u specijalizovanim pogonima za proizvodnju elektronike, što bi ih učinilo daleko jeftinijim za proizvodnju. Međutim, potrebna je dalja optimizacija procesa.
„Fleksibilnost ovih tekstila je apsolutno neverovatna“, rekao je Occhipinti. „Ne samo u smislu njihove mehaničke fleksibilnosti, već i fleksibilnosti pristupa, kao i za uvođenje održivih i ekološki prihvatljivih platformi za proizvodnju elektronike koje doprinose smanjenju emisije ugljenika i omogućavaju stvarnu primenu pametnih tekstila u zgradama, enterijerima automobila i odeći. Naš pristup je po tom pitanju prilično jedinstven.“
