萊斯大學(xué)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的智能服裝背后的想法

休斯頓——(2021 年 8 月 30 日)——如果你舒適的襯衫可以做得更好，就沒有必要戴上不舒服的智能手表或胸帶來(lái)監(jiān)測(cè)你的心臟。

這就是萊斯大學(xué)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的“智能服裝”背后的想法，該實(shí)驗(yàn)室利用其導(dǎo)電納米管線將功能性編織到常規(guī)服裝中。

該工程的布朗學(xué)院化學(xué)和生物分子工程師的實(shí)驗(yàn)室利瑪竇帕斯夸利在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)雜志報(bào)道納米快報(bào)它縫管纖維到運(yùn)動(dòng)服裝，以監(jiān)測(cè)心臟率，并采取了佩戴者的持續(xù)心電圖(EKG)。

研究人員表示，這些纖維與金屬線一樣具有導(dǎo)電性，但可清洗、舒適且在身體運(yùn)動(dòng)時(shí)斷裂的可能性要小得多。

總的來(lái)說(shuō)，他們?cè)鰪?qiáng)的襯衫在收集數(shù)據(jù)方面比在實(shí)驗(yàn)期間進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)胸帶監(jiān)視器更好。當(dāng)與商用醫(yī)療電極監(jiān)測(cè)器配合使用時(shí)，碳納米管襯衫的心電圖略好一些。

“襯衫必須緊貼胸部，”該研究的主要作者、萊斯大學(xué)研究生勞倫泰勒說(shuō)。“在未來(lái)的研究中，我們將專注于使用更密集的碳納米管線片，以便有更多的表面積與皮膚接觸。”

研究人員指出，納米管纖維柔軟而有彈性，含有它們的衣服可機(jī)洗。纖維可以像標(biāo)準(zhǔn)線一樣用機(jī)器縫制成織物。之字形針腳圖案允許織物拉伸而不會(huì)破壞它們。

泰勒說(shuō)，這些纖維不僅可以與佩戴者的皮膚保持穩(wěn)定的電接觸，還可以作為電極連接藍(lán)牙發(fā)射器等電子設(shè)備，將數(shù)據(jù)中繼到智能手機(jī)或連接到可以放在用戶口袋里的動(dòng)態(tài)心電圖監(jiān)測(cè)器。

Pasquali 的實(shí)驗(yàn)室于 2013 年推出了碳納米管纖維。從那時(shí)起，每根都含有數(shù)百億個(gè)納米管的纖維被研究用作修復(fù)受損心臟的橋梁、與大腦的電接口、用于人工耳蝸、柔性天線以及汽車和航空航天應(yīng)用。他們的開發(fā)也是基于水稻的碳中心的一部分，這是一個(gè)由萊斯領(lǐng)導(dǎo)并于 2019 年啟動(dòng)的多大學(xué)研究計(jì)劃。

最初的納米管細(xì)絲大約有 22 微米寬，對(duì)于縫紉機(jī)來(lái)說(shuō)太細(xì)了，無(wú)法處理。泰勒說(shuō)，繩子制造商被用來(lái)制作可縫紉線，基本上是三束七根細(xì)絲，編織成大致相當(dāng)于普通線的尺寸。

“我們與銷售用于為模型船制作繩索的小型機(jī)器的公司合作，”泰勒說(shuō)，他最初嘗試手工編織線，但收效甚微。“他能夠?yàn)槲覀冎圃煲粋€(gè)具有相同功能的中型設(shè)備。”

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