SMART-ТКАНИ

Часть 5: ткани с электронной информацией

Электронный информационный смарт-текстиль представляет собой комбинацию тканей и гибких микроэлектронных компонентов (встроенные датчики воспринимают изменения во внешней среде, информационные процессоры их обрабатывают, выносят решения и выдают инструкции, а затем адаптируют исходное состояние материала к произошедшим изменениям, а также используются в целях саморегуляции, самовосстановления, самодиагностики человека). 
     
Основными технологиями комбинирования микроэлектронных компонентов и текстильных материалов, являются:

1. модульная технология
Предназначена для непосредственной интеграции электронных компонентов в виде функциональных модулей в тканевый текстиль (например, добавление на ткань различных датчиков для контроля температуры человеческого тела, сердечного ритма и других данных).

Рис. 1.  Медицинская рубашка

2. встроенная технология

Предназначена для непосредственной интеграции электронных компонентов в детали тканей, таких как соединение печатных плат с помощью токопроводящей пряжи, гибкие датчики на тканевой основе, интегральные схемы и т.д .

3. технология на основе волокон

Использует волокна или ткани для непосредственного формирования электронных компонентов и датчиков, таких как гибкие текстильные дисплеи, гибкие материалы, чувствительные к давлению и т. д.

Применение тканей с электронной информацией

Электронно-информационные смарт-ткани широко применяются в современном мире и являются одними из самых многообещающих текстильных смарт-тканей в будущем.

Они  используются:

1. в медицинских целях.

Например, для изготовления медицинских рубашек (рис. 1). С их помощью можно контролировать температуру тела, сердцебиение, артериальное давление и т.д. для осуществления удаленного мониторинга пациентов в больнице. При возникновении чрезвычайной ситуации может быть задействована система позиционирования человека.
Существуют также умные носки, умные детские комбинезоны и другая подобная умная одежда, используемая в медицинских целях.
Сейчас в мире идут активные испытания умного текстиля с использованием графена (модификация углерода) в целях избегания коротких замыканий и механических повреждений внешних батарей и электронных волокон. Например, конденсатор на основе графена не только полностью моется, он может накапливать энергию, необходимую для питания интеллектуального предмета одежды, и его можно изготовить на 3D-принтере за считанные минуты и  в большом количестве.

2. для занятий спортом и фитнесом.

Пользователям удобно проверять время, интенсивность, расстояние, потребление энергии, частоту пульса и другие параметры упражнений.

Бюстгальтер для мониторинга показан на рис. 2

Рис. 2.  Бюстгальтер для мониторинга сердечного ритма

3. для сотрудников МЧС и других аналогичных организаций 

 Например, для создания новой смарт-ткани сингапурские ученые использовали так называемые метаматериалы. Искусственно созданные и обладающие отрицательным показателем преломления, они имеют уникальные электрические, магнитные, оптические и иные свойства. Метаматериалы способны создавать так называемые  «поверхностные волны», обеспечивающие передачу данных с минимальной мощностью и делающие сигнал практически неуязвимым для взлома, поскольку информация «путешествует» в 10 см от тела человека, в то время, как в Bluetooth и Wi-Fi она может «улететь» на расстояние до нескольких десятков метров, создавая лишние помехи. Созданная «умная» одежда очень прочна. Она может складываться и изгибаться с минимальными потерями в силе сигнала, а проводящие полосы могут даже разрезаться или разрываться, не ограничивая возможности беспроводной связи. Предметы одежды можно стирать, сушить и гладить так же, как обычную одежду. Подобная интеллектуальная форма может эффективно использоваться для мониторинга работоспособности и состояния здоровья работников опасных профессий, снижения уровня звука в наушниках, печати сообщений и т.д.  

«Умные» ткани уже сейчас используются в одежде со встроенными ультрамикросенсорами, которые могут идентифицировать повреждения человека, после чего определенная часть костюма может немедленно сжаться, чтобы остановить кровотечение, или затвердеть, создавая шину для сломанной конечности.

Также существуют умные парашюты, которые могут определять состояние воздуха и расстояние до земли и вовремя изменять направление и скорость полета.

4. мультимедийные цифровые продукты

Например, музыкальная одежда (рис. 3). Она может не только воспроизводить музыку, заранее сохраненную пользователем, но также транслировать радио. Функция воспроизведения музыки обеспечивается полностью тканевой емкостной клавиатурой, а основным источником энергии является солнечная энергия, энергия ветра и т.д .

Рис.3.  Музыкальная куртка

Компания OLDOS с интересом следит за мировыми разработками и всегда готова проработать интересующие вас материалы «под заказ».