استعراض

في الآونة الأخيرة، وضعت المهندسين جامعة تافتس الأميركية طريقة تصنيع جديدة للصباغة لإنشاء خط الذكية. وستكون هذه الخطوط الذكية عند الكشف عن المزيد من الغازات تغيير اللون. سيتم نسجت هذه السطور في الملابس، يمكن أن توفر الطبية، وبيئة العمل والعسكرية والإنقاذ قابلة لإعادة الاستخدام، قابل للغسل، وغير مكلفة، منتجات آمنة.

خلفية

الاستخبارات هي واحدة من الاتجاهات الناشئة في صناعة الغزل والنسيج التقليدية والصناعات التقليدية الأخرى، مثل. يتم إنشاء النسيج الذكي، المعروف أيضا باسم "النسيج الإلكتروني"، "الملابس الذكية"، وهي تقنية متطورة جديدة في هذا السياق. وهي تقنية جديدة مع تكنولوجيا الغزل والنسيج التقليدية التكامل الالكتروني للمنتج، وأجهزة الاستشعار، والأشياء، والمواد الجديدة.

يجوز الأقمشة الذكية ليس فقط الألياف الموصلة لمختلف المواد الموصلة والغزل موصل، طلاء موصل، وهو نمط التطريز موصل، والتصفيح موصل وما شابه ذلك، قد يزيد تشمل جهاز استشعار، والدوائر المتكاملة، LED، OLED، والبطاريات والأجهزة الإلكترونية الأخرى. المستقبل، والملابس الذكية تجلب لنا الكثير من الميزات غير متوقعة، مثل عرض والاتصالات والتخزين والإدراك وامدادات الطاقة.

ثلاثة أنواع من الطاقة يمكن أن تنتج نسيج مختلف عن طريق سحب أو التنصت العملية إلى طاقة كهربائية (المصدر: جامعة ماساتشوستس أمهرست الامن)

الألياف المرنة ويمكن استخدام واجهة الإنسان والآلة حساسة للمس (المصدر: ولاية كارولينا الشمالية جامعة ولاية)

لتحقيق ذاتية، حساسة للغاية، والنسيج قابل للغسل ذكي (المصدر: الجمعية الكيميائية الأمريكية)

ولقد اخترت الاندماج في عرض يمكن ارتداؤها النسيج (المصدر: KAIST)

والتي يمكن الحصول على الطاقة من الشمس والحركة للهواتف الذكية وغيرها من المنتجات الإلكترونية بالطاقة الأقمشة الذكية (المصدر: معهد جورجيا للتكنولوجيا)

شكل يمكن تخصيص النسيج سوبر مكثف (المصدر: جامعة نانيانغ التكنولوجية)

النسيج الذكي لديه وظيفة الاتصال (المصدر: معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا)

ابتكار

اليوم، أريد أن أعرض النسيج الذكي الجديد للجميع. هذا الاستشعار النسيج الذكي يمكن أن تستخدم في الصحة العامة والسلامة في مكان العمل والعسكرية والإنقاذ وغيرها من المجالات، وبدون معدات متخصصة والتدريب.

وفي الآونة الأخيرة، طور مهندسو جامعة تافتس (جامعة تافتس) US طريقة جديدة لتصنيع خطوط لخلق الملون. على كشف هذه السطور سوف يتغير لون المزيد من الغازات. الباحثون أثبتت هذه الخطوط من خلال التفسير البصري، حتى تفسير أكثر دقة كاميرا الهاتف الذكي، تم الكشف عن تغيير لون ما يصل الى 50 جزءا في المليون. وقالوا انه سيكون هذه ذكي خط الكشف عن الغاز تنسج الملابس، يمكن أن توفر الطبية، وبيئة العمل والعسكرية والإنقاذ قابلة لإعادة الاستخدام، قابل للغسل، وغير مكلفة، منتجات آمنة.

ونشرت الدراسة في 4 أبريل على "التقارير العلمية (تقارير العلمي)" المجلات. وتصف هذه الورقة طريقة تصنيع، ويجوز تمديدها لمجموعة متنوعة من الأصباغ، والقدرة على الكشف عن مخاليط الغاز معقدة.

تكنولوجيا

تستخدم هذه الدراسة صبغة أساس المنغنيز من MnTPP، أحمر الميثيل، زرقة البروموثيمول للتدليل على مفهوم. MnTPP واكتشاف الأمونيا زرقة البروموثيمول، أحمر الميثيل، ويمكن أن يتم الكشف عن كلوريد الهيدروجين، وهذه الغازات عادة صدر لدى ومنتجات التنظيف والأسمدة والكيماويات ومواد الانتاج.

هو مبين أدناه: خط وجود وظيفة استشعار MnTPP (الخلاصة) التي كتبها blue bromothymol (الخط العلوي) على استعداد، أحمر الميثيل (خط الوسط)، ويتعرضون ل0 جزء في المليون (جزء الأيسر)، 50 جزء في المليون (وسط) و 1000 جزء في المليون (الجزء الأيمن) من الأمونيا.

(المصدر: جامعة تافتس)

الباحثون خطوات عملية من ثلاث صبغ "التقاط" سطر. أولا، يتم مغمورة السلك في صبغة، ثم تعامل مع حمض الخليك، والتخشين التوسع الألياف السطح، وهذا من شأنه إنتاج أكثر إلزاما التفاعل بين الصبغة والخط. وأخيرا، فإن خط يمر siloxane polydimethyl (PDMS) معاملة لإنشاء ختم حول الطبقة المادية للخطوط مرنة والصبغة، قد منع أيضا يتم تصفيتها الصبغة والماء من خلال الغسيل. هو مهم، وPDMS هي والغاز قابلة للاختراق، بحيث تحليلها يمكن الاتصال على الصبغة الضوئية.

الذكية ملموس خط الغاز، برنامج إنتاج قابل للغسل (المصدر: مرجع [2])

وقال معهد جامعة تافتس أستاذ التكنولوجيا، زعيم مختبر تكنولوجيا النانو، ومؤلف كتاب المقابلة من هذه الورقة سمير Sonkusale: "إن صبغ نستخدم طرقا مختلفة للعمل، حتى نتمكن من الكشف عن الغازات مع المواد الكيميائية المختلفة." Sonkusale من فريق بسيط الغاز الكشف عن الصبغة الحمضية أو الأساسية. وقال: "ومع ذلك، لأننا نستخدم وسيلة لالتقاط فعال الخط في الصبغة، بدلا من الاعتماد كثيرا على الترابط الكيميائي، لذلك لدينا المزيد من المرونة، وذلك باستخدام صبغة مع مجموعة من المواد الكيميائية وظيفية للكشف عن أنواع مختلفة من الغازات ".

تغيير لون الصبغة اختبار يتناسب مع تركيز الغاز في الطريقة، كما الطيف المقاس باستخدام نفس الأسلوب. دقة ما بين مطياف والعين البشرية، وبالتالي فإن الهواتف الذكية يمكن قراءة ومكمم تغيير لون الرقمية، أو لتفسير اللون وتتميز تعدد خطوط المزيد من الأصباغ. وقال Sonkusale: "هذا سيسمح لنا لتوسيع نطاق يمكن أن يكون مقياسا العديد من التحاليل، أو تحليلها للتمييز من خلال خصائص الألوان فريدة من نوعها."

الذكية المفاهيمي الرسم البياني خط الغاز ملموس، يمكن غسلها (المصدر: مرجع [2])

قيمة

ويقول الباحثون، وظيفة الكشف عن الغاز دمجها في النسيج، وليس فقط لا دقة الأجهزة الإلكترونية التقليدية تفقد للكشف عن الغازات المتطايرة، من دون الحاجة إلى معدات متخصصة وتدريب يمكنك الحصول على القراءة. تمكن برنامج التكنولوجيا المتاحة للمجتمع عام أو انخفاض استخدام الموارد، والمعلومات التي يقدمونها إلى الاستفادة من النسيج.

ويمكن لهذه الخطوط تعمل حتى تحت الماء، يتم الكشف عن الأمونيا الذائبة. مما يؤدي المؤلفين، الهندسة الكيميائية والبيولوجية، خريج جامعة تافتس راشيل Owyeung ممثلة: "PDMS تسرب للماء، ويسمح المياه من الخط، ولكن لا يزال يمكن أن تصل إلى صبغ الغاز المذاب، بحيث يتم المقننة بأنها الغاز المذاب. أجهزة الاستشعار، ونحن نفترض أن النسيج الذكي أو تطبيقها أثناء التنقيب عن النفط والغاز، والكشف عن ثاني أكسيد الكربون أو غيرها من المركبات العضوية المتطايرة ".

ويقول الباحثون، لأن الغسل المتكرر لن تستخدم تحت الماء أو صبغ التخفيف، وهذه السطور قد تحمل مرارا الكشف قابلة للقياس الكمي.

الكلمة

الأقمشة الذكية، وأجهزة الاستشعار، والكشف عن الغاز

المواد المرجعية

[1] https://now.tufts.edu/news-releases/s-sew-smart-scientists-invent-threads-detect-gases-when-woven-clothing

. [2] راشيل E. Owyeung، ماثيو J. بانزر، سمير R. Sonkusale اللونية الغاز الاستشعار قابل للغسل مواضيع عن تقارير العلمي المنسوجات الذكية، 2019 (9)؛ (1) دوى: 10.1038 / s41598-019-42054-8