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La camicia astuta fatta con il thread del nanotube del carbonio riflette la frequenza cardiaca dell'indossatore

Non c'è necessità di indossare gli smartwatches o le cinghie pettorali scomodi per riflettere il vostro cuore se la vostra camicia comoda può fare un migliore processo.

Quella è l'idea dietro “abbigliamento astuto„ sviluppato da un laboratorio di Rice University, che ha impiegato il suo thread conduttivo del nanotube per tessere la funzionalità in ritiro regolare.

Il banco marrone del laboratorio di assistenza tecnica dell'ingegnere chimico e biomolecolare Matteo Pasquali ha riferito nelle lettere nane del giornale della società di prodotto chimico americano che ha cucito le fibre del nanotube in usura atletica per riflettere la frequenza cardiaca e per catturare un elettrocardiogramma continuo (EKG) dell'indossatore.

Le fibre sono altrettanto conduttive quanto i nastri metallici, ma lavabili, comode e molto probabili da rompersi quando un organismo è nel moto, secondo i ricercatori.

Nel complesso, la camicia che hanno migliorato era migliore ai dati della riunione che un video standard della cinghia pettorale che cattura le misure in tensione durante gli esperimenti. Una volta abbinata con i videi medici commerciali dell'elettrodo, la camicia del nanotube del carbonio ha dato leggermente meglio gli elettrocardiogrammi.

La camicia deve essere comoda contro il torace. Negli studi futuri, metteremo a fuoco sul usando le toppe più dense dei thread del nanotube del carbonio così là siamo più area per contattare l'interfaccia.„

Lauren Taylor, autore principale di studio e dottorando, Rice University

I ricercatori hanno notato le fibre del nanotube sono molli e flessibili e l'abbigliamento che le incorpora è lavabile a macchina. Le fibre possono commputer-essere cucite in fabbricato appena come il thread standard. Il reticolo di cucitura di zigzag permette che il fabbricato allunghi senza romperle.

Le fibre hanno fornito non solo al contatto elettrico costante l'interfaccia dell'indossatore ma egualmente hanno servito da elettrodi connettere l'elettronica come i trasmettitori di Bluetooth ai dati del relè ad uno smartphone o connettere ad un video che può essere stivato in casella di un utente, Taylor di Holter ha detto.

Il laboratorio di Pasquali ha presentato la fibra del nanotube del carbonio nel 2013. Da allora le fibre, ogni contenere decine di miliardi di nanotubes, sono state studiate per uso come ponti riparare i cuori nocivi, come interfacce elettriche con il cervello, per uso in impianti cocleari, come antenne flessibili e per le applicazioni automobilistiche ed aerospaziali. Il loro sviluppo fa parte egualmente del hub a base di riso del carbonio, un'iniziativa della ricerca di multiuniversity piombo da riso e lanciata nel 2019.

I filamenti originali del nanotube, ampio a circa 22 micron, erano troppo sottili affinchè una macchina per cucire trattino. Taylor ha detto che un corda-creatore è stato usato per creare un thread sewable, essenzialmente tre gruppi di sette filamenti ciascuno, tessuti in una dimensione approssimativamente equivalente al thread regolare.

“Abbiamo lavorato con qualcuno che vendesse i piccoli commputer destinati per fare le corde per le navi di modello,„ abbiamo detto Taylor, che inizialmente provato a tessere a mano il thread, con successo limitato. “Poteva renderci un'unità di medie dimensioni che fa lo stessi.„

Ha detto che il reticolo di zigzag può essere regolato per rappresentare quanto una camicia o l'altro fabbricato è probabile allungare. Taylor ha detto che il gruppo sta lavorando con il Dott. Mehdi Razavi ed i suoi colleghi all'istituto del cuore del Texas per capire come massimizzare il contatto con l'interfaccia.

Le fibre tessute in fabbricato possono anche essere usate per incassare le antenne o il LED, secondo i ricercatori. Le modifiche secondarie alla geometria ed all'elettronica associata delle fibre hanno potuto finalmente permettere che l'abbigliamento rifletta le funzioni vitali, lo sforzo della forza o il ritmo respiratorio.

Taylor ha notato altri usi potenziali potrebbe comprendere le interfacce uomo/macchina per le automobili o la robotica morbida, o come le antenne, i videi di salubrità e protezione balistica in uniformi militari. “Abbiamo dimostrato con un collaboratore alcuni anni fa che le fibre di quel nanotube del carbonio sono migliori ad energia di dissipazione su una base del per-peso che il Kevlar e quella era senza alcuni dei guadagni che abbiamo avuti dato che nella resistenza alla trazione,„ ha detto.

“Vediamo che, dopo due decadi dello sviluppo in laboratori universalmente, questo materiale funziona sempre più nelle applicazioni,„ Pasquali abbiamo detto. “A causa della combinazione di conducibilità, di buon contatto con l'interfaccia, della biocompatibilità e della morbidezza, thread del nanotube del carbonio è una componente naturale per i wearables.„

Ha detto il servizio portabile, sebbene relativamente piccolo, potrebbe essere un punto di ingresso per una nuova generazione di materiali sostenibili che possono essere derivati dagli idrocarburi via la scissione diretta, un trattamento che egualmente produce l'idrogeno pulito. Lo sviluppo di tali materiali è un fuoco del hub del carbonio.

“Siamo nella stessa situazione come le pile solari erano alcune decadi fa,„ Pasquali abbiamo detto. “Abbiamo bisogno delle guide dell'applicazione che possono fornire una tirata per la operazione di disgaggio sulla produzione e sul risparmio di temi aumentante.„

Source:
Journal reference:

Taylor, L. W., et al. (2021) Washable, Sewable, All-Carbon Electrodes and Signal Wires for Electronic Clothing. Nano Letters. doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c01039.