Pētnieki ir veiksmīgi izstrādājuši jauna veida viedo šķiedru, kas var radīt enerģiju un izstarot gaismu, neizmantojot mikroshēmas vai baterijas. Šīs novatoriskās šķiedras apvieno bezvadu enerģijas ieguvi, uztveršanu un signāla pārraidi vienā struktūrā. Kad tie ir ieausti tekstilizstrādājumos, tie nodrošina tādas funkcijas kā gaismas displejs un pieskārienu{2}}balstīta mijiedarbība bez ārējiem barošanas avotiem.
Pētījums tika publicētsZinātneun tiek uzskatīts par nozīmīgu soli uz priekšu funkcionālo šķiedru un viedo tekstilizstrādājumu attīstībā. Šī tehnoloģija var pārveidot to, kā cilvēki mijiedarbojas ar savu vidi un viens ar otru, vienlaikus paverot jaunas iespējas viediem tekstilizstrādājumiem vairākās nozarēs.
Jauns virziens viediem valkājamiem tekstilizstrādājumiem
Viedās valkājamas ierīces jau ir kļuvušas par ikdienas sastāvdaļu. Tos plaši izmanto veselības uzraudzībā, attālinātā medicīniskajā aprūpē un cilvēka un mašīnas mijiedarbībā. Tomēr lielākā daļa esošo valkājamo elektroniku ir balstītas uz stingriem pusvadītāju komponentiem vai elastīgām plēvēm{2}}bāzētām ierīcēm. Šīs sistēmas bieži vien samazina komfortu, elpojamību un maigumu, ja tās ir integrētas audumos.
Elektroniskie tekstilizstrādājumi, kas izgatavoti no viedajām šķiedrām, piedāvā nepārprotamas priekšrocības. Tie ir mīkstāki, elpojošāki un labāk piemēroti ilgstošai-nodilšanai. Mūsdienās lielākā daļa viedo šķiedru ir izstrādātas, izmantojot tradicionālo fon Neimaņa arhitektūru, kur datu apstrādi apstrādā ar silīcija{3}}balstītām mikroshēmām. Sensēšanai, barošanas avotam un signāla pārraidei ir nepieciešami dažādi šķiedru moduļi. Pievienojot vairāk moduļu, audumi kļūst smagāki, biezāki un mazāk elastīgi.
Mikroshēmas{0}}bezmaksas viedšķiedras arhitektūras atklāšana
Eksperimenta laikā pētnieku grupa no universitātes moderno funkcionālo materiālu laboratorijas novēroja negaidītu parādību: šķiedra sāka izstarot gaismu, kad tā tika novietota bezvadu elektromagnētiskajā laukā. Šī atklājuma rezultātā tika izstrādāta pilnīgi jauna koncepcija, kas pazīstama kā viedā šķiedra, kas nav fon Neimaņa arhitektūra.
Atšķirībā no tradicionālajiem dizainiem, šī jaunā šķiedra integrē enerģijas ieguvi, uztveršanu un signāla pārraidi vienā šķiedrā. Tas novērš nepieciešamību pēc atsevišķām mikroshēmām, baterijām vai sarežģītiem elektroniskiem moduļiem, ievērojami samazinot svaru un stingrību.
Kā darbojas šķiedra
Elektromagnētiskie lauki un viļņi ir visur ikdienas dzīvē. Šie apkārtējās vides enerģijas avoti darbojas kā jaunās šķiedras bezvadu dzinējspēks. Cilvēka ķermenim ir svarīga loma kā enerģijas mijiedarbības līdzeklim, palīdzot vadīt elektromagnētisko enerģiju slēgtā lokā, ko veido šķiedra, ķermenis un zeme.
Vienkāršās demonstrācijās šķiedra izstaro gaismu un ģenerē elektrību, kad tai pieskaras cilvēka roka. Šis vizuālais efekts izceļ tā spēju tieši reaģēt uz cilvēku mijiedarbību.
Šķiedrai ir trīs{0}}slāņu serdes un apvalka struktūra:
Pamatslānis:Šķiedru antena, kas izgatavota no sudraba{0}}pārklāta neilona, ko izmanto mainīgu elektromagnētisko lauku uztveršanai
Vidējais slānis:Dielektrisks slānis, kas uzlabo enerģijas savienojuma efektivitāti
Ārējais slānis:Elektrisko{0}}lauku-jutīgs gaismas-izstarojošs slānis
Izejvielas ir zemas{0}}izmaksas, un gan šķiedru ražošanā, gan tekstilizstrādājumu apstrādē tiek izmantotas nobriedušas ražošanas metodes.
Praktiski pielietojumi un nākotnes potenciāls
Neizmantojot mikroshēmas vai baterijas, pētnieki jau ir pierādījuši tekstilizstrādājumu{0}}displejus un bezvadu signālu pārraidi, izmantojot šo šķiedru. Kā norāda eksperti no nacionālās šķiedru materiālu modifikācijas laboratorijas, šai tehnoloģijai ir liels potenciāls izmantošanai ikdienas apģērbā un aksesuāros.
Kad šie tekstilizstrādājumi nonāk saskarē ar cilvēka ķermeni, tie var nodrošināt redzamu sajūtu, izmantojot gaismas emisiju, interaktīvu atgriezenisko saiti un pat spilgtu apgaismojumu. Dažādas ķermeņa kustības un pozas var ģenerēt unikālus bezvadu signālus, kas nodrošina elektronisko ierīču vadību{1}}, kas balstīta uz žestiem.
Šīs jaunās iespējas varētu būtiski mainīt to, kā cilvēki piedzīvo viedo dzīvesveidu, padarot valkājamas tehnoloģijas dabiskākas, ērtākas un energoefektīvākas{0}}.
Avots:Mašīnas un inženiertehniskie materiāli, Xinhua ziņu aģentūra
(Daļa satura iegūta no publiskas informācijas. Ja tiek pārkāpti pārkāpumi, lūdzu, sazinieties ar mums, lai to noņemtu.)
