segunda-feira, 12 de março de 2018

Bordados eletrônicos para a próxima geração de tecidos "inteligentes"



por Asimina Kiourti

March 12, 2018 - A arqueologia revela que os seres humanos começaram a vestir roupas há cerca de 170 mil anos, muito perto da segunda geração de gelo. Mesmo agora, porém, a maioria dos humanos modernos usam roupas que são apenas diferentes daqueles vestidos mais antigos. Mas isso está prestes a mudar à medida que a eletrônica flexível é cada vez mais tecida em chamados "tecidos inteligentes".

Muitos destes já estão disponíveis para compra, como calças que oferecem vibrações suaves para yoga mais fácil, t-shirts que acompanham o desempenho do jogador e sutiãs esportivos que monitoram a freqüência cardíaca. Os tecidos inteligentes têm usos potencialmente promissores nos cuidados de saúde (medindo a freqüência cardíaca e pressão arterial dos pacientes), a defesa (monitorando a saúde e os níveis de atividade dos soldados), os carros (ajustando a temperatura do assento para tornar os passageiros mais confortáveis) e até cidades inteligentes (permitindo que os sinais se comuniquem com passadores).

Idealmente, os componentes eletrônicos dessas roupas - sensores, antenas para transmitir dados e baterias para fornecer energia - serão pequenos, flexíveis e em grande parte despercebidos pelos usuários. Isso é verdade hoje para sensores, muitos dos quais são até laváveis ​​em máquina. Mas a maioria das antenas e baterias são rígidas e não impermeáveis, por isso precisam se separar da roupa antes de lavá-la.

Meu trabalho no Laboratório ElectroScience da Ohio State University visa criar antenas e fontes de energia igualmente flexíveis e laváveis. Especificamente, estamos bordando eletrônicos diretamente em tecidos usando fios condutores, que chamamos de "e-threads".

Os e-threads com os quais estamos trabalhando são pacotes de filamentos de polímeros retorcidos para fornecer força, cada um com um revestimento à base de metal para conduzir eletricidade. O núcleo de polímero de cada filamento é tipicamente feito de Kevlar ou Zylon, enquanto o revestimento circundante é de prata. Muitas ou mesmo centenas destes filamentos são então retorcidos para formar um único e-thread que geralmente é inferior a meio milímetro.

Esses e-threads podem ser facilmente usados ​​com equipamentos de borda comercial comuns - as mesmas máquinas de costura conectadas ao computador que as pessoas usam todos os dias para colocar seus nomes em jaquetas esportivas e camisolas. As antenas bordadas são leves e tão boas quanto as suas equivalentes de cobre rígidas e podem ser tão intrincadas como placas de circuito impresso de ponta.

Nossas antenas de e-thread podem até ser combinadas com threads comuns em projetos mais complexos, como integrar antenas em logotipos corporativos ou outros projetos. Nós conseguimos bordar antenas em tecidos tão finos como organza e tão espessos quanto Kevlar. Uma vez bordados, os fios podem ser conectados a sensores e baterias por soldagem tradicional ou por interconexões flexíveis que conectam os componentes.

Até agora, conseguimos criar chapéus inteligentes que lêem sinais cerebrais profundos para pacientes com doença de Parkinson ou epilepsia. Temos t-shirts bordados com antenas que estendem o alcance dos sinais Wi-Fi ao telefone celular do usuário. Nós também fizemos tapetes e lençóis que monitoram a altura dos bebês na tela para uma variedade de condições médicas da primeira infância. E fizemos antenas dobráveis ​​que medem o quanto uma superfície em que o tecido está aceso dobrado ou levantado.

Meu laboratório também está trabalhando com outros pesquisadores do estado de Ohio, incluindo a química Anne Co e o médico Chandan Sen, para criar geradores de energia em miniatura flexíveis baseados em tecido.

Usamos um processo muito parecido com a impressão a jato de tinta para colocar regiões alternadas de pontos de prata e zinco no tecido. Quando esses metais entram em contato com suor, soro salgado ou mesmo descargas de líquido de feridas, a prata funciona como o eletrodo positivo eo zinco serve como eletrodo negativo - e a eletricidade flui entre eles.

Nós geramos pequenas quantidades de eletricidade apenas obtendo o tecido úmido - sem a necessidade de quaisquer circuitos ou componentes adicionais. É uma fonte de energia totalmente flexível e lavável que pode se conectar a outros aparelhos eletrônicos, eliminando a necessidade de baterias convencionais.

Ambos juntos e individualmente, essas eletrônulas flexíveis e wearables transformarão roupas em dispositivos conectados, sensores e comunicantes que se encaixam bem com o tecido do século 21 interligado.

This article was originally published on The Conversation. Read the original article here: http://theconversation.com/embroidering-electronics-into-the-next-generation-of-smart-fabrics-91791Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: sfchronicle.

Nenhum comentário:

Postar um comentário