Standardowa koszula czy okrycie wierzchnie może przekształcić się w wrażliwy rejestrator dźwięku, który nie wymaga konwencjonalnych, topornych elementów
Michał Duszczyk
Reklama
Z niniejszego artykułu pojmiesz:
- Co charakteryzuje materiał typu A-Textile?
- Jakie rezultaty uzyskano w trakcie badań laboratoryjnych nowych tworzyw?
- Jakie problemy łączą się z zasilaniem inteligentnej garderoby?
Przełom, zaprezentowany w renomowanym czasopiśmie „Science Advances”, to wynik pracy zespołu badawczego z Uniwersytetu Soochow. Stworzony przez chińskich badaczy materiał tekstylny, nazwany A-Textile, to w gruncie rzeczy tak zwany akustyczny materiał tryboelektryczny. Jego funkcjonowanie bazuje na nowatorskim zastosowaniu naturalnych ładunków elektrostatycznych, które powstają na powierzchni odzieży, kiedy… użytkownik mówi. W przeciwieństwie do obecnych, sztywnych i niepraktycznych instrumentów do rozpoznawania słów, A-Textile łączy technologię bezpośrednio ze strukturą ubioru.
Reklama Reklama
W tym tkwi istota A-Textile
Esencja tkwi w warstwowej konstrukcji. Materiał tekstylny zawiera mieszaną powłokę, w której przestrzenne nanostruktury siarczku cyny zostały umieszczone w gumie silikonowej. Ta konstrukcja „współdziała” z kolejną warstwą, utworzoną z grafitopodobnego, zwęglonego tworzywa tekstylnego. Badacze wyjaśniają, że taka budowa pozwala na „efektywne przechwytywanie i wzmacnianie delikatnych sygnałów elektrycznych” wytwarzanych przez ludzki głos. Dzięki temu pospolita koszula czy kurtka może zamienić się w czuły mikrofon, który nie potrzebuje typowych, nieporęcznych elementów. Co istotne, materiał jest w pełni sprawny, giętki i wytrzymały na czyszczenie w pralce, co eliminuje jeden z głównych problemów w komercjalizacji inteligentnych tkanin.
W trakcie testów laboratoryjnych A-Textile pokazał oszałamiającą precyzję rozpoznawania rozkazów głosowych na poziomie 97,5 procent. Badacze z sukcesem użyli go do bezprzewodowego sterowania inteligentnymi urządzeniami domowymi, takimi jak światła czy klimatyzatory. Technika umożliwiła także dostęp do serwisów chmurowych – użytkownicy mogli za pomocą komend głosowych kierowanych do ubrania użytkować nawigacji Google Maps czy prowadzić dyskusję z ChatGPT.
Dzięki detekcji elektrostatycznej zamiast akustycznej, A-Textile może funkcjonować dużo pewniej w głośnym otoczeniu.
Jak „zasilić” odzież?
Innowacja zjawia się w doskonałym momencie. Światowy rynek inteligentnych tekstyliów doświadcza dynamicznego rozwoju. Analitycy przewidują, że jego wartość wzrośnie z obecnych 2,4 do 5,56 mld dol. w 2030 r. Prymusem nowego trendu ma być region Azji i Pacyfiku, gdzie szacuje się średni roczny progres tego rynku w kilkuletniej perspektywie na poziomie ponad 20 procent. Branżę ma popędzać rozkwit na „wearables” (technologie do noszenia) oraz wzrastająca popularność monitorowania zdrowia i technologii fitness.
Dotychczas kreowanie „inteligentnych” ubrań było kłopotliwe zwłaszcza z uwagi na zasilanie – zapewnienie baterii dla tej technologii to problem, z którym boryka się wielu naukowców. Powinna być lekka, elastyczna i wodoodporna. Tematem zajęli się już parę lat temu badacze z University of British Columbia (UBC). Odkryli ogniwo odporne na pranie w pralce i na skręcanie (działa po zwinięciu, złożeniu czy rozciągnięciu do podwójnej swej długości). Jak to możliwe? W standardowych akumulatorach warstwy wewnętrzne są sztywnymi tworzywami zamkniętymi w twardej obudowie. Zespół UBC opracował rozwiązanie, w którym główne związki baterii – cynk i dwutlenek manganu – stały się giętkie. To efekt rozdrobienia tych cząsteczek i umieszczenia materiału w miękkiej obudowie (bateria składa się z kilku ultracienkich warstw polimerów).
Hermetyczna i uszczelniona konstrukcja gwarantuje integralność ogniwa przez częste użycie w ekstremalnych warunkach. Naukowcy postawili na cynk i mangan, ponieważ w przypadku urządzeń noszonych blisko skóry jest to bezpieczniejsze niż używanie bardziej toksycznych akumulatorów litowo-jonowych.
