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智能纺织品

纳米管螺纹改善了生命体征读数

螺纹是柔软且柔性的,并包含它们的衣物是机器可清洗。

2021年9月2日

纺织品的创新
|休斯顿,德克萨斯州,美国

医疗/卫生

导电纳米管螺纹被缝合到常规服装中,以增加诸如心率监测和连续心电图(EKG)读数之类的功能。

据研究人员称,由赖斯大学的Matteo Pasquali of Matteo Pasquali of Matteo Pasquali of Matteo Pasquali of Matteo Pasquali of Matteo Pasquali of Matteo Pasquali of Matteo Pasquali的工程实验室开发。

通过在实验期间采用现场测量的标准胸带监测器,在收集数据时,衬衫提高了它们的衬衫。当与商业医疗电极监视器匹配时,碳纳米管衬衫略有更好的EKG。

“这件衬衫必须紧紧靠胸部,”莱根泰勒莱森·泰勒队的牵头作者表示。“在未来的研究中,我们将专注于使用更密集的碳纳米管螺纹,因此有更多的表面积与皮肤接触。”

研究人员注意到,纳米管纤维是柔软的,柔性的,并且包含它们的衣物是机器可洗涤的。纤维可以像标准螺纹一样机械缝合到织物中,并且曲折缝合图案允许织物伸展而不会破坏它们。

这种纤维不仅能与佩戴者的皮肤保持稳定的电接触,还能作为电极连接蓝牙发射器等电子设备,将数据转发到智能手机或连接到可以放在用户口袋里的动态心电图监测器。

碳枢纽

Pasquali’s lab first introduced carbon nanotube fibres in 2013. Since then, the fibres – each containing tens of billions of nanotubes – have been studied for use as bridges to repair damaged hearts, as electrical interfaces with the brain, for use in cochlear implants, as flexible antennas and for automotive and aerospace applications. Their development is also part of the Rice-based Carbon Hub, a multiuniversity research initiative led by Rice and launched in 2019.

赖斯泰勒稻米大学研究生展示了一件含有碳纳米管线的衬衫,可持续监测佩戴者的心脏。©Jeff Fitlow,赖斯大学

原始的纳米管长丝,在约22微米宽,对于缝纫机来说太薄而言太薄。绳索制造机用于创建缝纫线 - 基本上三根长丝的七束,尺寸大致相当于普通螺纹。

泰勒说:“我们和一个卖小机器的人合作,这些机器是用来制作轮船模型的绳子的。”起初,泰勒试图用手织线,但收效甚微。“他能够为我们制造出具有同样功能的中型设备。”

可以调整锯齿形图案以考虑衬衫或其他织物可能伸展多少。该团队正在与Mehdi Razavi博士和他的同事合作,并在德克萨斯州心脏研究所讨论如何最大化与皮肤的接触。

纤维织成的织物,也可以用来嵌入天线或发光二极管,根据研究人员,并稍作修改其几何形状和相关的电子最终可能让衣服中来监测生命体征,力劳累或呼吸频率。

Taylor注意到其他潜在用途可以包括用于车辆或软机器人的人机界面,或者是军装中的天线和弹道保护。

“几年前,我们用合作者展示了一家合作者,碳纳米管纤维在比凯夫拉的基础上耗散能量,而没有一些我们随后以拉伸强度制成的一些增益,”她说。

“我们看到,经过全球实验室的二十几十年的发展,这种材料在越来越多的应用中,”Pasquali说。“由于电导率的结合,与皮肤,生物相容性和柔软度好,碳纳米管螺纹良好的接触是可穿戴物的天然组件。”

他补充说,可穿戴市场,虽然相对较小,但可能是通过直接分裂可以从烃源自烃的新一代可持续材料的入口点 - 该过程也产生清洁氢气。这种材料的发展是碳枢纽的焦点。

帕斯夸里说:“我们现在的处境和几十年前的太阳能电池一样。”“我们需要能够推动扩大生产和提高效率的应用领导者。”

www.rice.edu.

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