Исследователи из Сеульского университета создали прорывную технологию производства электропроводящих волокон, которые полностью разлагаются в естественной среде. Новая разработка может решить проблему электронных отходов в сфере «умного» текстиля и носимых устройств. Результаты исследования опубликованы в научном журнале npj Flexible Electronics.
Созданное волокно имеет основу из биоразлагаемого полибутиленадипаттерефталата и микрочастиц вольфрама. Сердцевину материала покрывает гибкий водостойкий слой полиангидрида, который обеспечивает механическую стабильность изделия.
Технические показатели нового материала поражают своими характеристиками. Электропроводность достигает примерно 2500 сименсов на метр. Волокно может растягиваться на 38% без повреждений и выдерживает более 20 циклов стирки. Материал также сохраняет свойства после 5000 циклов сгибания, что превосходит многие существующие решения для электронного текстиля.
Новые волокна производят методом сухо-мокрого прядения. Во время испытаний ученые смогли изготовить непрерывные нити длиной более 10 метров, что подтверждает промышленную пригодность технологии.
Подписывайтесь на Mediasat в Telegram: здесь самые интересные новости из мира технологий
Практические испытания включали создание «умного» рукава с интегрированными датчиками температуры, электромиографическими электродами и беспроводной катушкой питания. Устройство показывало устойчивую работу во время активного движения и различных воздействий внешней среды. После завершения эксперимента рукав положили в почву, где он полностью разложился в течение нескольких месяцев, включая даже вышитый экологотип.
«Это платформа для создания устойчивой электроники. Мы доказали возможность изготовления высокофункциональных носимых устройств, которые не превращаются в электронные отходы», — заявил профессор Сеульского университета Син-Кюн Кан.
Исследователь Чжэ-Йон Бэ подчеркнул перспективы применения технологии в медицинских пластырях, умной униформе и экологических датчиках. Особое внимание ученые уделяют возможности использования в одноразовых медицинских системах.
Следующий этап разработки предусматривает создание волоконных компонентов памяти и логики для выпуска полностью биоразлагаемых электронных устройств. Ученые также исследуют механизмы управляемого запуска процесса разложения с помощью света, тепла или изменения уровня кислотности.
Мировая проблема текстильных отходов ежегодно увеличивается на 92 миллиона тонн материалов, преимущественно синтетических. Развитие носимой электроники только обостряет ситуацию из-за сложности переработки металлических проводов, пластиковых подложек и электронных схем. Корейская разработка может стать важным шагом к экологическому решению этой проблемы.
