Текстилът става все по-интелигентен: учени са създали „мислеща“ или „виждаща“ шапка, която ориентира хората с увредено зрение в трафика. Но истинската иновация е в производствения процес и дигитализацията на тъканите.

Учените отдавна работят върху интелигентни дрехи, например пуловери с екрани или панталони с технология за наблюдение. Екип от изследователи от Сингапур и Китай вече е направил още една крачка напред. Те са разработили процес за производство на нишки за дрехи с електронни функции, известни като wearables.

Досега съществуваше пречка за внедряването на електроника в тъканите: полупроводници като силиций и германий, които са важни за такива приложения, са склонни да се чупят по време на производствения процес.

Групата, ръководена от Лей Уей от Технологичния университет „Нанянг“ в Сингапур, е анализирала процеса и според собствената си информация го е подобрила така, че нишките да могат да се произвеждат с много по-голяма производителност и много добро качество. Те описват своя подход в научното списание "Nature".

Екипът е произвел шапка от техните влакна.

С помощта на оптоелектронен сензор шапката може да регистрира дали светофарът за пешеходци е червен или зелен. След това шапката информира потребителя с увредено зрение чрез вибрационен сигнал дали пътят може да бъде пресечен или не.

Възможно е също така влакното да се преработи в гривна за смарт часовник, която се адаптира към повърхността на кожата и измерва честотата на пулса. Тъй като произведеното влакно може да издържи на налягане и на дълбочина от 3000 метра, то може да се използва и за подводни приложения.

Така нареченият метод на разтопената сърцевина се счита за особено обещаващ за получаване на тънки силициеви или германиеви влакна. Полупроводниковото ядро се обвива в дебел слой стъкло. Двете се нагряват заедно, докато станат вискозни, и след това се разтягат. Въпреки това влакното често се къса по време на процеса на охлаждане.

Сложен процес

Уей и колегите му откриват, че напреженията в нишката със стъклено покритие възникват както при втвърдяването на полупроводника, така и при последващото охлаждане. Тези напрежения се дължат на различните точки на топене и скорости на термично разширение на материалите.

Изследователите са постигнали значително по-добри резултати, когато са комбинирали германий с алумосиликатно стъкло и силиций с много твърдо кварцово стъкло. След охлаждането стъклото се отстранява в киселинна баня и полупроводниковата нишка се комбинира с метални проводници и пластмаса, за да се образува оптоелектронно влакно.

След като влакната бъдат произведени, те могат да бъдат плетени или втъкани в тъкани с помощта на инструменти, които са широко използвани в текстилната промишленост. Изследването прави "голяма крачка към интегрирането на микрокомпютри в ежедневното облекло".