بافت های هوشمند؛ منبع آینده تولید برق

به گزارش پیام ساختمان، توسعه ژنراتورها و وسایل الکتریکی پوشیدنی، موضوعی است که در چند سال اخیر ذهن بسیاری از پژوهشگران و متخصصان حوزه الکتریسیته و برق را به خود مشغول ساخته است؛ پس از پیشرفت چشمگیر نانوتکنولوژی در سالیان گذشته، بحث ساخت ژنرانورهایی که قابلیت اتصال به لباس انسان را دارد و با حرکت اندام های انسان، تولید انرژی می کند نیز در این مدت بسیار مورد توجه بوده است. این ژنراتورهای پوشیدنی، عموما به منظور شارژ و فعالسازی وسایل الکتریکی مطرح بوده اند. تولید و توسعه تمام ژنراتورها و وسایل پوشیدنی هوشمند، نیازمند مدار الکتریکی مناسب برای انتقال الکتریسیته تولید شده به مقصد مناسب خود است که یکی از بزرگترین چالش های پیش روی توسعه دهندگان این ژنراتورهاست. در همین راستا اخیرا محققین دانشگاه کمبریج، با همکاری دانشمندان چند دانشگاه در چین و ایتالیا، موفق به توسعه روشی شده اند که در آن گرافن (صفحات دو بعدی از کربن) را مستقیما درون بافت های لباس ها و پارچه ها جاسازی کرده و مداری الکتریکی در آن ها ایجاد می کنند. بافت های تولیدشده به روش این متخصصین، قادر است بالغ بر 20 بار در ماشین لباسشویی شسته شده و عملکرد خود را همچنان حفظ کند. مدارهای گرافنی ایجادشده در این بافت ها مبتنی بر روش ساده، ارزان و قابل تجدید «Inkjet Printing» است. این متخصصین نحوه بکارگیری از این روش واستانداردهای لازم برای ایجاد آن را در قالب مقاله و در مجله «Nature Communications» به چاپ رسانده اند. پژوهشگران بر اساس دستاوردهای بدست آمده قبلی توسط روش «Inkjet Printing»، توانسته اند جوهرهایی با نقطه جوش پایین ایجاد کنند که مستقیما روی بافت های پلی استری قابل چاپند. آن ها همچنین دریافته اند که با اصلاح سختی و زبری بافت می توانند بازدهی و عملکرد مدارهای گرافنی را بهبود ببخشند. این پیشرفت در حالی حاصل شده است که بسیاری از مدارهای الکتریکی پوشیدنی، موادی با جنس سختند که روی صفحه هایی از جنس پلاستیک و یا لاستیک سوار شده و در نهایت این مجموعه را به بافت لباس ها متصل می کنند که این روش، علاوه بر داشتن مشکلات زیاد هنگام تحرک و تماس با پوست، قابلیت شست و شو نیز ندارند. دکتر فلیس، رئیس بخش تحقیقات گرافنی دانشگاه کمبریج درباره این تکنولوژی می گوید: «جوهرهای سنتی استفاده شده برای چاپ مدارهای الکتریکی، به طور معمول از مواد سمی تشکیل شده است که قابلیت پوشیدن ندارند؛ اما جوهر توسعه یافته ما، علاوه بر ارزان بودن، بسیار ایمن و دوستدار محیط زیست به شمار می آید. این جوهر به راحتی قابلیت ترکیب شدن با موادی مانند گرافن و دیگر صفحات دوبعدی را برای تهیه مدارهای الکتریکی و قابل اتصال به بافت پارچه را داراست.» او در ادامه می افزاید: «مدارهای چاپ شده قابلیت انعطاف بسیار بالایی دارند و می توانند چندین بار شسته شوند. این مدارها می توانند کاربردهای بسیار متنوعی در توسعه ژنراتورها و دیگر پوشیدنی های الکتریکی داشته باشد.» کاربردهای متنوعی که نسل جدید بافت های هوشمند مدرن می توانند برای آینده به ارمغان بیاورند در گستره پزشکی، تولید انرژی، ذخیره سازی، اهداف نظامی و حتی عرصه مد و زیبایی قابلیت مانور دارند.