Новую батарею можно стирать и вплетать в ткань

Исследователи из Кембриджского университета разработали носимые электронные компоненты, вживляемые прямо в текстиль. Устройства можно использовать в гибких микросхемах, для слежения за состоянием здоровья, преобразования энергии и других задач.

Ученые работали над проектом с коллегами из Университета Цзяннаня, Китай, сообщает eurekalert.org. Команда показала, как можно вживить графен и похожие материалы в ткань для создания систем хранения энергии, вроде конденсаторов. Технология прокладывает путь к текстильным устройствам, которые можно стирать и комфортно носить.

Результаты исследования представлены в журнале Nanoscale.

Ученые использовали графеновые чернила, которые, при сочетании с полиэстером, могут хранить заряд и высвобождать его при необходимости. Исследование основано на прошлой работе команды. Чернила можно наносить прямо на полиэстер в процессе окрашивания. Разносторонность метода позволяет внедрять в ткань разные электронные компоненты.

Большинство других носимых устройств основаны на жестких элементах, нанесенных на пластик или текстиль. Подход делает систему непригодной для стирки и некомфортной. Устройства также не пропускают воздух.

«Методики внедрения электроники прямо в ткань обычно дороги и часто требуют токсичных растворителей. Это делает систему непригодной для носки, — сказал доктор Феличе Торриси, ответственный автор работы. – Наши чернила дешевые, безопасные и экологически дружественные. Они позволяют создавать микросхемы, просто накладывая разные двумерные материалы на ткань».

Команда поместила отдельные листы графена в растворитель с низкой точкой кипения. Его легко удалять после нанесения материала на ткань в виде тонкой, однородной проводящей сети. Наложение нескольких графеновых и шестигранных слоев нитрида бора создает активный участок, способный хранить заряд. Такую батарею можно сгибать и стирать в обычном режиме машинки.

«Текстиль красили веками, используя простые пигменты. Мы впервые показали, что графеновые чернила и связанные материалы можно применять для создания ткани, хранящей и выделяющей энергии, — сказал соавтор работы, профессор Чаося Ван из Университета Цзяннаня. – Мы создали масштабируемый процесс без фундаментальных препятствий для развития технологии».