Хлопок способен выполнять функции проводника электротока
Хлопок способен выполнять функции проводника электротока
Группа американских, итальянских и французских ученых в ходе исследований разработали технологии, которые помогут сделать волокна хлопка в проводники электричества и гибкие органические транзисторы. Полученные результаты дают возможность создавать «умную» одежду, например, топы, которые смогут определить уровень загрязнения. Также такие материалы, используемые в покрытии пола, смогут посчитать количество людей вошедших и вышедших из помещения. И это далеко не полный список возможностей разработанных технологий.
На сегодняшний день под «умной» одеждой понимают одежду с присоединенными к ней электронными механизмами на основе кремния или гибкой органической электроники. Однако новые разработки включают все механизмы непосредственно в волокно. «Благодаря своим разработкам мы стираем границы между электронными устройствами и изделиями из материй», - сказал глава лаборатории текстильных нанотехнологий университета Корнуэльса Хуан Инестроса.
Хлопковые волокна – это естественные электроизоляторы. Для того, чтобы эти волокна могли стать проводником, их покрыли слоем наночастицами золота, а затем фиксировали токопроводящим составом REDOT. Благодаря такой обработке электропроводимость волокон в тысячи раз превысила способность обычных волокон проводить ток. По механическим свойствам оба вида волокон не различались, но обработанные становились более жесткими и упругими. Нить из таких волокон при присоединении в батарее могла зажечь светодиод.
Ученые продолжили свои исследования, и из волокон хлопка были получены два вида электроприборов: полевой и биполярный органические транзисторы. Для биполярного транзистора в качестве основы были взяты органические полупроводниковые материалы, которые наносились на хлопковые волокна. Затем волокна пропитывались этиленгликолем для водонепроницаемости.
Для полевого транзистора на волокно покрытым проводящим ток составом исследователи нанесли слой полупроводникового материала (диэлектрика). Этот слой выступает как электрод. После еще раз покрыли слоем диэлектрика.
Возможно, это звучит непонятно и сложно, но, по словам ученых, в действительности все происходит гораздо проще. Все больше напоминает процесс нанесения красок.
Но когда ждать практических вариантов использования научных разработок? Пока транзисторы из хлопка работают медленно, если сравнивать с кремневыми транзисторами. Поэтому на сегодняшний день данные достижения могут быть использованы в качестве датчиков и детекторов, встроенных в одежду. Например, такие датчики полезны в одежде спасателей, униформе различных экстренных служб и пожарных. В одежде для обычного человека такая ткань способна контролировать состояние человека. В мебели и предметах домашнего обихода материя с такими свойствами способна следить за показателями состояния окружающей среды внутри помещения.