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A camisa esperta feita com a rosca do nanotube do carbono monitora a frequência cardíaca do portador

Não há nenhuma necessidade de don smartwatches ou correias incômodas da caixa para monitorar seu coração se sua camisa confortável pode fazer um trabalho melhor.

Aquela é a ideia atrás “da roupa esperta” desenvolvida por um laboratório de Rice University, que empregue sua rosca condutora do nanotube para tecer a funcionalidade no facto regular.

A escola de Brown do laboratório da engenharia do coordenador químico e biomolecular Matteo Pasquali relatou nas letras Nano do jornal da sociedade de produto químico americano que costurou fibras do nanotube no desgaste atlético para monitorar a frequência cardíaca e para tomar um electrocardiograma contínuo (EKG) do portador.

As fibras são apenas tão condutoras quanto os fios de metal, mas laváveis, confortáveis e distante menos prováveis de quebrar quando um corpo está no movimento, de acordo com os pesquisadores.

Em geral, a camisa que aumentaram era melhor em recolher dados do que um monitor padrão da caixa-correia que toma medidas vivas durante experiências. Quando combinada com os monitores médicos comerciais do eléctrodo, a camisa do nanotube do carbono deu ECG ligeira melhores.

A camisa tem que ser confortável contra a caixa. Nos estudos futuros, nós centrar-nos-emos sobre a utilização de umas correcções de programa mais densas de roscas do nanotube do carbono tão lá somos mais área de superfície para contactar a pele.”

Lauren Taylor, autor principal do estudo e aluno diplomado, Rice University

Os pesquisadores notaram fibras do nanotube são macios e flexíveis, e a roupa que as incorpora é máquina lavável. As fibras podem máquina-ser costuradas na tela apenas como a rosca padrão. O teste padrão de costura do ziguezague permite que a tela estique sem quebrá-los.

As fibras forneceram não somente o contacto elétrico constante a pele do portador mas igualmente servir-lo como os eléctrodos para conectar a eletrônica como transmissores de Bluetooth aos dados do relé a um smartphone ou para conectar a um monitor que pudesse ser armazenado no bolso de um usuário, Taylor de Holter disse.

O laboratório de Pasquali introduziu a fibra do nanotube do carbono em 2013. Desde então as fibras, cada dez de contenção de biliões de nanotubes, foram estudadas para o uso como pontes reparar corações danificados, como relações elétricas com o cérebro, para o uso em implantes cocleários, como antenas flexíveis e para aplicações automotivos e aeroespaciais. Sua revelação é igualmente parte do cubo Arroz-baseado do carbono, uma iniciativa da pesquisa do multiuniversity conduzida pelo arroz e lançada em 2019.

Os filamentos originais do nanotube, aproximadamente 22 mícrons de largura, eram demasiado finos para que uma máquina de costura segure. Taylor disse que um corda-fabricante estêve usado para criar uma rosca sewable, essencialmente três pacotes de sete filamentos cada um, tecidos em um tamanho aproximadamente equivalente à rosca regular.

“Nós trabalhamos com alguém que vende as máquinas pequenas projetadas fazer cordas para os navios modelo,” dissemos Taylor, que no tentado início tecer à mão a rosca, com sucesso limitado. “Podia fazer-nos um dispositivo da media-escala que fizesse o mesmos.”

Disse que o teste padrão de ziguezague pode ser ajustado para esclarecer quanto uma camisa ou a outra tela são provável esticar. Taylor disse que a equipe está trabalhando com Dr. Mehdi Razavi e seus colegas no instituto do coração de Texas para figurar para fora como maximizar o contacto com a pele.

As fibras tecidas na tela podem igualmente ser usadas para encaixar antenas ou diodo emissor de luz, de acordo com os pesquisadores. As alterações menores à geometria e à eletrônica associada das fibras podiam eventualmente permitir que a roupa monitore sinais vitais, esforço da força ou a taxa respiratória.

Taylor notou outros usos potenciais poderia incluir relações da humano-máquina para automóveis ou a robótica macia, ou como antenas, monitores da saúde e a protecção balística em uniformes militares. “Nós demonstramos com um colaborador há alguns anos atrás que as fibras do nanotube do carbono são melhores na energia de dissipação em uma base do por-peso do que Kevlar, e aquela era sem alguns dos ganhos que nós tivemos desde que na resistência à tracção,” disse.

“Nós vemos que, após duas décadas da revelação nos laboratórios no mundo inteiro, este material trabalha cada vez mais em aplicações,” Pasquali dissemos. “Devido à combinação de condutibilidade, ao bom contacto com a pele, ao biocompatibility e ao softness, roscas do nanotube do carbono é um componente natural para wearables.”

Disse o mercado wearable, embora relativamente pequeno, poderia ser um ponto de entrada para uma nova geração de materiais sustentáveis que podem ser derivados dos hidrocarbonetos através da rachadura directa, um processo que igualmente produzisse o hidrogênio limpo. A revelação de tais materiais é um foco do cubo do carbono.

“Nós estamos na mesma situação que as células solares eram algumas décadas há,” Pasquali dissemos. “Nós precisamos os líderes da aplicação que podem fornecer uma tracção para escalar acima da produção e da eficiência crescente.”

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.