Умная ткань из углеродных нанотрубок обнаруживает кровь
Инженеры из Мичиганского университета создали «умную пряжу» с покрытием из углеродных нанотрубок, которая проводит электричество. Её можно вплетать в мягкие ткани для обнаружения крови и мониторинга здоровья.
Проблема современных e-textiles: Существующие «умные» текстильные материалы часто делают из металлических или оптических волокон. Они хрупкие, некомфортные, подвержены коррозии, и их сложно стирать.
Простое решение: Исследователи нашли элегантный способ, объединив натуральное волокно (хлопок) и продукт нанотехнологий (углеродные нанотрубки).
Технология изготовления:
- Хлопковую пряжу толщиной 1.5 мм погружали в водный раствор углеродных нанотрубок.
- Затем — в этанольный раствор специального липкого полимера (полиэлектролита).
- После нескольких циклов погружения и сушки пряжа становилась электропроводящей — от батареи она могла зажечь светодиод (LED).
Пряжа оставалась гибкой и мягкой, меняя лишь цвет на чёрный из-за углерода.
Детекция крови: Чтобы использовать проводимость для детекции, в раствор с нанотрубками добавили антитело анти-альбумин. Оно реагирует с белком альбумином, содержащимся в крови. При контакте с альбумином проводимость обработанной пряжи значительно возрастала.
Преимущества: Новый материал более чувствительный, селективный, простой в изготовлении и долговечный по сравнению с другими электронными текстилями.
Применение: Одежда, обнаруживающая кровь, может быть полезна в профессиях высокого риска (пожарные, солдаты, полицейские). В случае ранения и потери сознания такая «умная» одежда сама сможет передать сигнал бедствия, например, через мобильное устройство на центральный пункт управления.
Перспективы: Концепция электропроводящей одежды из хлопка с покрытием из углеродных нанотрубок гибка и может быть адаптирована для различных задач мониторинга здоровья. В отдалённом будущем такая ткань, возможно, сможет аккумулировать или хранить энергию для питания малых электронных устройств.
Исследование опубликовано в журнале Nano Letters в статье «Smart Electronic Yarns and Wearable Fabrics for Human Biomonitoring Made by Carbon Nanotube Coating with Polyelectrolytes».