دمج الوظائف الإلكترونية في الألياف

هذه المقالة كُتبت بواسطه news.EgyExporter.com

أنتج فريق دولي من العلماء من جامعة كامبريدج عرض نسيج ذكي منسوج بالكامل يدمج الوظائف الإلكترونية والاستشعار والطاقة والفوتونية النشطة. يتم تضمين الوظائف مباشرة في الألياف والغزول المتخصصة ، والتي يتم تصنيعها باستخدام العمليات الصناعية القائمة على النسيج.

وفقًا للباحثين ، قد تؤدي هذه التقنية إلى استخدامات مستقبلية مثل الستائر التي تتضاعف مثل أجهزة التلفزيون. والسجاد الذي يجمع الطاقة ، والملابس والمواد التفاعلية التي تعمل بالطاقة الذاتية.
هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها استخدام تقنية تصنيع قائمة على الألياف بالكامل. لدمج نظام معقد قابل للتطوير لمساحة كبيرة في المنسوجات. على الرغم من التطورات الحديثة في إنشاء المنسوجات الذكية. فإن إجراءات التصنيع الحالية تحد من وظائفها وحجمها وأشكالها ، وفقًا لبيان صحفي صادر عن جامعة كامبريدج.

من خلال دمج الألياف المتخصصة في المنسوجات باستخدام تقنيات النسيج أو الحياكة التقليدية ، يمكن دمجها في المنتجات العادية ، مما يفتح مجموعة واسعة من الاستخدامات الممكنة. ومع ذلك ، فإن تصنيع هذه الألياف كان محدودًا حتى الآن بسبب قيود الحجم أو لأن التكنولوجيا غير متوافقة مع المنسوجات وعملية النسيج.
عالج الباحثون كل مكون من مكونات الألياف ببوليمرات يمكنها تحمل تمدد كافٍ لاستخدامها في معدات إنتاج المنسوجات لجعل التقنية متوافقة مع النسيج. تم إضافة بعض المكونات القائمة على الألياف مضفرًا بالإضافة إلى ذلك لزيادة موثوقيتها وطول عمرها. أخيرًا ، استخدموا المواد اللاصقة الموصلة وتقنيات اللحام بالليزر لربط العديد من مكونات الألياف معًا، وفقًا للإعلان الصحفي.

دمج التكنولوجيا والطاقة بالمنسوجات

تمكن الباحثون من الجمع بين القدرات المختلفة في قطعة ضخمة من القماش المنسوج باستخدام إجراءات إنتاج نسيج عادية وقابلة للتطوير من خلال الجمع بين هذه الاستراتيجيات. يمكن استخدام النسيج الناتج كشاشة عرض أو لمراقبة المدخلات المتعددة أو لتخزين الطاقة لاستخدامها لاحقًا. قد يتم الكشف عن إشارات الترددات الراديوية واللمس والضوء ودرجة الحرارة بواسطة قطعة القماش. يمكن أيضًا طيها ، ونظرًا لتصنيعها باستخدام عمليات إنتاج المنسوجات التجارية ، فمن الممكن صنع لفات ضخمة من القماش القابل للاستخدام بهذه الطريقة.
يزعم الباحثون أن نموذج العرض الأولي الخاص بهم يمهد الطريق لتطبيقات النسيج الإلكتروني من الجيل التالي في مجالات مثل المباني الذكية والموفرة للطاقة والتي يمكنها توليد وتخزين الطاقة الخاصة بهم ، وإنترنت الأشياء (IoT) ، وشبكات الاستشعار الموزعة ، والتفاعلية. شاشات مرنة ويمكن ارتداؤها عند دمجها مع الأقمشة.

قال البروفيسور جونغ مين كيم ، الذي شارك في قيادة الدراسة مع الدكتور لويجي أوتشيبينتي والبروفيسور مانيش تشاوالا من جامعة كامبريدج: تستند استراتيجيتنا إلى التقاء التكنولوجيا الدقيقة والنانوية. والشاشات المتطورة ، وأجهزة الاستشعار ، والطاقة ، وإنتاج المنسوجات التقنية. قسم الهندسة. هذه خطوة نحو تعظيم استخدام الألياف الإلكترونية والمنسوجات الإلكترونية العملية والمستدامة في التطبيقات اليومية. وهذه ليست سوى البداية. صرح Occhipinti قائلاً: قد ننجز فئة جديدة تمامًا من الأجهزة والأنظمة الذكية من خلال دمج الإلكترونيات القائمة على الألياف. والضوئيات والاستشعار ووظائف الطاقة. قد نرى قريبًا أجهزة إنترنت للأشياء ذكية ومستقلة للطاقة يتم دمجها بسهولة في المنتجات الشائعة والعديد من تطبيقات الصناعة الأخرى إذا أطلقنا الإمكانات الكاملة لإنتاج المنسوجات.

يتعاون الباحثون مع شركاء أوروبيين لجعل التكنولوجيا أكثر ديمومة وقابلة للتطبيق على المنتجات العادية. إنهم يركزون أيضًا على دمج عناصر مستدامة مثل مكونات الألياف ، والتي ستؤدي إلى جيل جديد من أنظمة نسيج الطاقة. نسيجهم الذكي مرن وعملي ، ويمكن استخدامه لصنع البطاريات والمكثفات الفائقة والألواح الشمسية وغيرها من الأدوات في المستقبل. ساهمت المفوضية الأوروبية ومجلس أبحاث الهندسة والعلوم الفيزيائية (EPSRC) ، وهو جزء من البحث والابتكار في المملكة المتحدة.