Textile inteligente cu fibre pe bază de bumbac, cu proprietăți conductoare

Cercetătorii de la Washington State University au dezvoltat un nou tip de fibră care combină flexibilitatea bumbacului cu conductivitatea electrică a unui polimer, denumit polianilină. Această fibră inovatoare prezintă un potențial semnificativ pentru textilele electronice purtabile (e-textile).
În cadrul studiului publicat în revista Carbohydrate Polymers, echipa de cercetare a testat aceste fibre în două aplicații: una pentru alimentarea unei lumini LED și cealaltă pentru detectarea gazului de amoniac. Hang Liu, cercetător în domeniul textilelor la WSU și autorul corespondent al studiului, a explicat că fibra este compusă din două secțiuni: o secțiune de bumbac convențional, flexibil și suficient de rezistent pentru uz cotidian și cealaltă secțiune din material conductiv.

Deși sunt necesare dezvoltări suplimentare, ideea este de a integra astfel de fibre în îmbrăcăminte, sub forma unor plăci senzoriale cu circuite flexibile. Aceste plăci ar putea fi incluse în uniformele pompierilor, soldaților sau lucrătorilor care manipulează substanțe chimice, pentru a detecta expuneri periculoase. Alte aplicații posibile includ monitorizarea sănătății sau tricouri pentru exerciții fizice, care pot efectua mai multe funcții decât dispozitivele de fitness actuale.

Hang Liu subliniază că moda nu este doar despre culoare și stil, ci implică și știință. În acest studiu, echipa WSU a abordat provocările amestecării polimerului conductor cu celuloza din bumbac. Polimerii sunt substanțe cu molecule foarte mari, care prezintă modele repetitive. În acest caz, cercetătorii au folosit polianilina (PANI), un polimer sintetic cu proprietăți conductive, deja utilizat în aplicații precum fabricarea plăcilor de circuite imprimate.

Polianilina este intrinsec conductoare, dar este fragilă și nu poate fi transformată singură într-o fibră textilă. Pentru a rezolva această problemă, cercetătorii WSU au dizolvat celuloza de bumbac din tricouri reciclate într-o soluție și polimerul conductor într-o altă soluție separată. Cele două soluții au fost apoi combinate lângă lângă și materialul a fost extrudat pentru a forma o singură fibră.

Obținerea amestecului potrivit la interfața dintre celuloza de bumbac și polianilina a reprezentat un echilibru delicat, conform lui Liu. Era necesar ca cele două soluții să se combine într-o anumită măsură pentru a „se lipi” una de cealaltă, dar fără a se amesteca prea mult, pentru a nu reduce conductivitatea.

sursa: EurekAlert
foto: O imagine microscopică a fibrelor nou dezvoltate care arată amestecul lor unul lângă altul, unde o parte este bumbac, iar cealaltă conține polimerul polianalin care poate transporta curent electric. Washington State University