Общ

Учени по материали Инженер Батерии, подобни на тъкани, за носене


Носимите технологии могат да бъдат на ръба да се превърнат в масивна индустрия. Изглежда обаче, че производителите постоянно удрят в разработването на системи за съхранение на енергия, толкова тънки и леки, колкото тъканта на облеклото. Ново творение от инженери по материали може да помогне за рационализиране на производството на носими материали за всяка дреха.

Химици от университета в Масачузетс Амхерст разработиха революционната система за зареждане. Екипът беше воден от химика по материали Триша Андрю.

Както обясни Андрю, „Батериите или други видове съхранение на заряд все още са ограничаващи компоненти за повечето преносими, носими, поглъщащи се или гъвкави технологии. Устройствата са склонни да бъдат някаква комбинация от твърде големи, твърде тежки и не гъвкави. "

Суперкондензаторите са по-полезни от батериите

Андрю и екипът използваха микрокондензатор за енергия, разпръснат през паропроводими проводящи нишки. Те също така използваха уникална техника на шиене, за да създадат гъвкава мрежа от електроди върху подложката от плат. В резултат на това устройството има значително повече заряд от очакваното за неговия размер. Изследователите установиха, че може лесно да захранва носими биосензори.

"С тази хартия ние показваме, че можем буквално да бродираме модел за съхранение на заряд върху всяка дреха, като използваме нишките с парово покритие, направени от нашата лаборатория. Това отваря вратата за просто шиене на схеми на интелигентни дрехи със самостоятелно захранване."

Андрю си сътрудничи с изследователя на докторантите Лушуай Джанг, който е и първият автор на вестника. Двойката работи и със студента по химическо инженерство Уесли Виола.

В предварителните проучвания екипът установи, че суперкондензаторите са най-идеалните кандидати за носими вериги за съхранение на зареждане. Те казаха, че това се дължи на присъщата по-висока плътност на мощността в суперкондензаторите в сравнение със стандартните батерии.

Изследователите на UMass обаче трябваше да надградят стандартния суперкондензатор. Те добавиха електрохимично активни материали за повишаване на производителността, въпреки предизвикателствата около добавянето им. Андрю и екипът показаха, че техният специфичен процес на нанасяне на парово покритие прави порести проводящи полимерни филми и дебели прежди.

Към преждата могат да се добавят електролитни йони, за да се увеличи капацитетът за съхранение на единица. Преплитането на повече мощност в преждата е по-ефективно от обработката на багрила или допълнителни влакна, каза екипът.

Придвижване напред с носене на проследяване

Андрю трябваше да защити решението си да използва отлагане на пари. Тя каза, че въпреки високата цена на отлагането на пари за обработка на текстил, тя все пак е по-ефективна от алтернативите. Освен това екипът обясни в своето проучване, че технологията - макар и първоначално скъпа - може да бъде увеличена и да стане по-рентабилна.

И точно това изследователите искат да направят по-нататък. Първото им голямо сътрудничество ще бъде да измислят как да вграждат мониторинга на здравето в тъканите.

В момента Андрю и екипът работят с други инженери от Института за приложни науки за живота „UMass Amherst“ за персонализиран мониторинг на здравето. Центърът иска да включи новите им бродирани масиви със сензори за е-текстил. Тези тъкани могат да помогнат за проследяване на походката и движенията на ставите на пациента по време на физическа терапия и да дадат на медицинските екипи по-точно четене за това как пациентът се подобрява.

Информацията беше публикувана онлайн в списание ACSПриложни материали и интерфейси.


Гледай видеото: Платове за завеси, пердета и дамаски от Студио 79 (Юли 2021).