Новый материал может превратить одежду в монитор здоровья

Исследователи сообщили о новом материале, достаточно гибком, чтобы его можно было вплетать в ткань, но наделенном сенсорными способностями, которые могут служить системой раннего предупреждения о травмах или заболеваниях. Материал, описанный в статье, опубликованной ACS Applied Nano Materials, включает использование углеродных нанотрубок и способен улавливать небольшие изменения температуры тела, сохраняя при этом гибкую неупорядоченную структуру (в отличие от жесткой кристаллической структуры), что делает его хороший кандидат на роль многоразовых или одноразовых носимых датчиков температуры тела человека. Изменения температуры тела изменяют электрическое сопротивление, предупреждая того, кто следит за этим изменением, о потенциальной необходимости вмешательства. «Ваше тело может сказать вам, что что-то не так, прежде чем это станет очевидным», — сказал Симус Карран, профессор физики в Университете Хьюстона и соавтор статьи. Возможные применения варьируются от выявления обезвоживания у ультрамарафонца до начала пролежней у пациентов дома престарелых. Исследователи заявили, что это также экономически выгодно, поскольку необходимое сырье используется в относительно низких концентрациях. Открытие основано на работе Каррана и его коллег-исследователей Кан-Шьянг Ляо и Александра Дж. Ванга, начатых почти десять лет назад, когда они разработали гидрофобное нанопокрытие для ткани, которое они рассматривали как защитное покрытие для одежды, ковровых покрытий и других материалов на основе волокон. . Ван сейчас доктор философии. студент Технологического университета Дублина, в настоящее время работает с Карраном в UH и является автором-корреспондентом статьи. Помимо Каррана и Ляо, в число других вовлеченных исследователей входят Сурендра Махарджан, Брайан П. МакЭлхенни, Рам Ньюпане, Чжуань Чжу, Шуо Чен, Умман К. Варгезе и Джиминг Бао, все из UH; Кортни Д. Райт и Эндрю Р. Бэррон из Университета Райса, а также Эоган П. Диллон из Analysis Instruments в Санта-Барбаре. Материал, созданный с использованием многостенных углеродных нанотрубок, привитых поли(октадецилакрилатом), технически известен как неупорядоченный проводящий полимерный нанокомпозит на основе наноуглерода или DCPN, класс материалов, все чаще используемый в материаловедении. Но большинство материалов DCPN являются плохими электропроводниками, что делает их непригодными для использования в носимых устройствах, требующих, чтобы материал обнаруживал небольшие изменения температуры. Новый материал был произведен с использованием технологии, называемой RAFT-полимеризацией, сказал Ван. Это критический шаг, который позволяет электронно и фононно соединить присоединенный полимер с многостенной углеродной нанотрубкой посредством ковалентной связи. Таким образом, тонкие структурные механизмы, связанные с температурой стеклования системы, усиливаются электронным способом, чтобы произвести исключительно большие электронные отклики, о которых сообщается в статье, без негативов, связанных с фазовыми переходами твердое тело-жидкость. Тонкие структурные изменения, связанные с процессами стеклования, обычно слишком малы, чтобы вызвать достаточно сильные электронные реакции.