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La camisa elegante hecha con la rosca del nanotube del carbono vigila el ritmo cardíaco del portador

No hay necesidad de poner smartwatches o bandas incómodos del pecho para vigilar su corazón si su camisa cómoda puede hacer un mejor trabajo.

Ésa es la idea detrás de la “ropa elegante” desarrollada por un laboratorio de Rice University, que empleó su rosca conductora del nanotube para tejer funciones en la ropa regular.

La escuela de Brown del laboratorio de la ingeniería del ingeniero químico y biomolecular Matteo Pasquali denunció en las cartas nanas del gorrón de la sociedad de substancia química americana que cosió fibras del nanotube en desgaste atlético para vigilar el ritmo cardíaco y para tomar un electrocardiograma continuo (EKG) del portador.

Las fibras son apenas tan conductoras como los alambres de metal, pero lavables, cómodas y lejos menos probables de romperse cuando una carrocería está en el movimiento, según los investigadores.

En general, la camisa que aumentaron era mejor en recopilar datos que un monitor estándar de la pecho-banda que tomaba mediciones vivas durante experimentos. Cuando estaba igualada con los monitores médicos comerciales del electrodo, la camisa del nanotube del carbono dio ECG ligeramente mejores.

La camisa tiene que ser ajustada contra el pecho. En los estudios futuros, nos centraremos en usar remiendos más densos de las roscas del nanotube del carbono tan allí somos más superficie para contacto la piel.”

Lauren Taylor, autor importante y estudiante de tercer ciclo, Rice University del estudio

Los investigadores observaron fibras del nanotube son suaves y flexibles, y la ropa que las incorpora es lavable a máquina. Las fibras se pueden máquina-coser en tejido apenas como la rosca estándar. La configuración de costura del zigzag permite que el tejido estire sin la fractura de ellas.

Las fibras proveyeron no sólo del contacto eléctrico constante la piel del portador pero también sirvieron como electrodos conectar electrónica como los transmisores de Bluetooth con los datos del relevo con un smartphone o conectar con un monitor que puede ser guardado en la cavidad de un utilizador, Taylor de Holter dijo.

El laboratorio de Pasquali introdujo la fibra del nanotube del carbono en 2013. Desde entonces las fibras, cada contener decenas de miles de millones de nanotubes, se han estudiado para el uso como puentes de reparar corazones dañados, como interfaces eléctricos con el cerebro, para el uso en implantes cocleares, como antenas flexibles y para los usos automotores y aeroespaciales. Su revelado es también parte del cubo a base de arroz del carbono, una iniciativa de la investigación del multiuniversity llevada por el arroz y puesta en marcha en 2019.

Los filamentos originales del nanotube, aproximadamente 22 micrones de ancho, eran demasiado finos para que una máquina de coser maneje. Taylor dijo que un cuerda-fabricante fue utilizado para crear una rosca sewable, esencialmente tres manojos de siete filamentos cada uno, tejidos en una talla áspero equivalente a la rosca regular.

“Trabajamos con alguien que vende las pequeñas máquinas diseñadas para hacer las cuerdas para las naves modelo,” dijimos a Taylor, que al principio intentado tejer la rosca a mano, con éxito limitado. “Él podía hacernos un dispositivo a escala media que hace lo mismo.”

Ella dijo que la configuración de zigzag se puede ajustar para explicar cuánto es probable la camisa o el otro tejido estirar. Taylor dijo que las personas están trabajando con el Dr. Mehdi Razavi y sus colegas en el instituto del corazón de Tejas para imaginar cómo maximizar el contacto con la piel.

Las fibras tejidas en tejido se pueden también utilizar para embutir las antenas o el LED, según los investigadores. Las modificaciones de menor importancia a la geometría y a la electrónica asociada de las fibras podían permitir eventual que la ropa vigile signos vitales, el esfuerzo de la fuerza o el régimen respiratorio.

Taylor observó otras aplicaciones potenciales podría incluir los interfaces persona-máquina para los automóviles o la robótica suave, o como las antenas, los monitores de la salud y protección balística en uniformes militares. “Demostramos con un colaborador hace unos años que las fibras del nanotube del carbono son mejores en la energía de disipación sobre una base del por-peso que Kevlar, y ésa estaba sin algunos de los avances que hemos tenido puesto que en resistencia a la tensión,” ella dijo.

“Vemos que, después de dos décadas de revelado en laboratorios por todo el mundo, este material trabaja en cada vez más usos,” a Pasquali dijimos. “Debido a la combinación de la conductividad, el buen contacto con la piel, el biocompatibility y la suavidad, roscas del nanotube del carbono está un componente natural para los wearables.”

Él dijo el mercado usable, aunque relativamente sea pequeño, podría ser un punto de entrada para una nueva generación de materiales sostenibles que se pueden derivar de los hidrocarburos vía partir directo, un proceso que también produce el hidrógeno limpio. El revelado de tales materiales es un foco del cubo del carbono.

“Estamos en la misma situación que las células solares eran hace algunas décadas,” Pasquali dijimos. “Necesitamos a los líderes del uso que pueden ofrecer un tirón para escalar encima de la producción y de la eficiencia cada vez mayor.”

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.