Theo các phương tiện truyền thông nước ngoài, các nhà nghiên cứu của Đại học Rice gần đây đã trình diễn một bộ quần áo có ống nano carbon có thể liên tục theo dõi trái tim của người đeo. Không cần phải đeo một chiếc đồng hồ thông minh hoặc dây đeo ngực không thoải mái để theo dõi trái tim của bạn nếu quần áo thoải mái của bạn làm tốt hơn. Đó là ý tưởng đằng sau "quần áo thông minh" được phát triển bởi một phòng thí nghiệm của Đại học Rice sử dụng dây nano dẫn điện của nó để dệt chức năng thành quần áo thông thường.
Matteo Pasquali, một kỹ sư hóa học và phân tử sinh học tại Trường Kỹ thuật Brown của trường, báo cáo trong Nano Letters, một tạp chí của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ, rằng họ đã khâu sợi ống nano vào đồ thể thao để theo dõi nhịp tim và thực hiện theo dõi điện tâm đồ liên tục của người đeo. .
Theo các nhà nghiên cứu, các sợi dẫn điện như dây kim loại, nhưng có thể giặt được, thoải mái và ít có khả năng bị vỡ khi cơ thể chuyển động. Nhìn chung, hàng may mặc nâng cao của họ tốt hơn trong việc thu thập dữ liệu so với màn hình dây đeo ngực tiêu chuẩn đã thực hiện các phép đo thực địa trong các thí nghiệm. Khi kết hợp với màn hình điện cực y tế thương mại, hàng may mặc ống nano carbon hoạt động tốt hơn một chút trên ECGs.
"Bộ quần áo phải vừa khít với ngực", lauren Taylor, sinh viên tốt nghiệp rice, tác giả chính của nghiên cứu cho biết. "Trong nghiên cứu trong tương lai, chúng tôi sẽ tập trung vào việc sử dụng các khối dây nano carbon dày đặc hơn để có nhiều diện tích bề mặt hơn để tiếp xúc với da."
Các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng các sợi ống nano mềm và đàn hồi, và quần áo kết hợp chúng có thể được giặt bằng máy. Những sợi này có thể được may bằng máy lên vải như sợi tiêu chuẩn. Mô hình khâu zigzag cho phép các loại vải kéo dài mà không làm vỡ chúng.
Các sợi không chỉ cung cấp một tiếp xúc điện ổn định với da của người đeo, Taylor nói, mà còn hoạt động như các điện cực để kết nối các thiết bị điện tử như máy phát Bluetooth, chuyển tiếp dữ liệu đến điện thoại thông minh hoặc kết nối với màn hình Holter có thể vừa vặn trong túi của người dùng. thiết bị.
Phòng thí nghiệm của Pasquali đã giới thiệu sợi ống nano carbon vào năm 2013. Kể từ đó, các sợi chứa hàng chục tỷ ống nano đã được nghiên cứu để sửa chữa các cây cầu trong trái tim bị hư hỏng, như giao diện điện cho não, cấy ốc tai điện tử, làm ăng ten linh hoạt và cho các ứng dụng ô tô và hàng không vũ trụ. Sự phát triển của họ cũng là một phần của Trung tâm Carbon dựa trên Rice, một sáng kiến nghiên cứu đa trường đại học do Rice dẫn đầu và ra mắt vào năm 2019.
Các sợi ống nano ban đầu rộng khoảng 22 micron, quá mỏng để máy may có thể xử lý. Một nhà sản xuất dây thừng đã được sử dụng để tạo ra sợi có thể may được, về cơ bản là ba bó bảy sợi mỗi sợi, dệt với kích thước gần bằng với sợi thông thường, Taylor nói.
"Chúng tôi đã làm việc với một anh chàng bán một chiếc máy nhỏ được thiết kế để làm dây thừng cho những chiếc thuyền mô hình", Taylor, người ban đầu đã cố gắng dệt sợi chỉ bằng tay với thành công hạn chế. "Anh ấy đã có thể biến chúng tôi thành một thiết bị tầm trung có thể làm điều đó."
Mô hình zig-zag có thể được điều chỉnh để giải thích cho bao nhiêu kéo dài một bộ đồ thể thao hoặc vải khác có thể được, cô nói. Taylor cho biết nhóm nghiên cứu đang làm việc với Tiến sĩ Mehdi Razavi và các đồng nghiệp của ông tại Viện Tim Texas để tìm ra cách tối đa hóa tiếp xúc với da.
Các sợi dệt vào vải cũng có thể được sử dụng để nhúng ăng-ten hoặc đèn LED, các nhà nghiên cứu cho biết. Những thay đổi nhỏ đối với hình học sợi và các thiết bị điện tử liên quan cuối cùng có thể cho phép quần áo theo dõi các dấu hiệu quan trọng, nỗ lực hoặc nhịp thở.
Các ứng dụng tiềm năng khác có thể bao gồm giao diện người-máy trong xe hơi hoặc robot mềm, hoặc làm ăng-ten, theo dõi sức khỏe và bảo vệ chống đạn cho đồng phục quân đội, Taylor lưu ý. "Chúng tôi đã chứng minh với một cộng tác viên vài năm trước rằng sợi ống nano carbon tiêu tan năng lượng tốt hơn trên mỗi đơn vị trọng lượng so với sợi Kevlar, và điều đó không có một số tiến bộ sau này của chúng tôi về độ bền kéo", cô nói. "
"Chúng tôi thấy vật liệu này đóng một vai trò trong ngày càng nhiều ứng dụng sau 20 năm phát triển trong các phòng thí nghiệm trên toàn thế giới", Pasquali nói. "Ống nano carbon là một khối xây dựng tự nhiên cho các thiết bị đeo được do sự kết hợp của độ dẫn điện, tiếp xúc da tốt, tương thích sinh học và mềm mại."
Thị trường thiết bị đeo, mặc dù tương đối nhỏ, có thể là một điểm khởi đầu cho một thế hệ vật liệu bền vững mới có thể được chiết xuất từ hydrocarbon thông qua phân tách trực tiếp, một quá trình cũng tạo ra hydro sạch, ông nói. Phát triển vật liệu này là trọng tâm của Trung tâm Carbon.
"Chúng ta đang ở trong tình huống tương tự như pin mặt trời cách đây nhiều thập kỷ", Pasquali nói. "Chúng tôi cần các nhà lãnh đạo ứng dụng có thể tăng cường quy mô sản xuất và nâng cao hiệu quả."