Têxteis eletrônicos vestíveis à base de grafeno se aproximam da produção comercial
p Demonstração da unidade de secagem com almofada em escala de laboratório e ilustração do processo da unidade de secagem com almofada. Ilustração de Daniel Wand. Crédito:Karim et al. © 2017 American Chemical Society
p O mercado de roupas e-têxteis está previsto para chegar a US $ 5 bilhões até 2027, de acordo com a empresa de pesquisa de mercado IDTechEX. E embora se espere que o grafeno seja um dos materiais mais proeminentes em e-têxteis vestíveis, atualmente, não há uma boa maneira de fabricar e-têxteis à base de grafeno em escala industrial. p Para resolver este problema, uma equipe de pesquisadores liderada pelo professor Kostya S. Novoselov da Universidade de Manchester desenvolveu um processo escalonável para fabricar e-têxteis vestíveis à base de grafeno em escala industrial. Enquanto escrevem em seu artigo publicado em uma edição recente da
ACS Nano , o método poderia permitir que os e-têxteis de grafeno fossem fabricados a taxas de produção comercial de 150 metros por minuto.
p "Ser capaz de produzir e-têxteis vestíveis à base de grafeno em quantidade escalonável em uma velocidade muito alta é um avanço significativo para o mercado de vestíveis em rápido crescimento, "o primeiro autor Nazmul Karim da Universidade de Manchester disse
Phys.org . "Nossa maneira simples e econômica de produzir têxteis de grafeno multifuncionais pode ser facilmente ampliada para muitas aplicações da vida real, como roupas esportivas, equipamento militar, e roupas médicas. "
p No novo método, a equipe reverteu o processo anterior de revestimento de tecidos com materiais à base de grafeno. Tradicionalmente, os têxteis são primeiro revestidos com óxido de grafeno, e então o óxido de grafeno é reduzido à sua forma funcional de óxido de grafeno reduzido. Em vez de, aqui os pesquisadores primeiro reduziram o óxido de grafeno em solução, e então revestiu os têxteis com a forma reduzida.
p Ao tornar o revestimento a etapa final, torna-se possível usar uma técnica de revestimento chamada preenchimento, que é atualmente o método mais comumente usado para aplicar acabamentos funcionais a têxteis na indústria têxtil. Por exemplo, Roupas repelentes de água e sem rugas costumam ser feitas com acolchoamento.
p Uma unidade comercial de secagem com almofada pode processar aproximadamente 150 metros de tecido em apenas um minuto - um grande salto em relação aos métodos de laboratório para revestir tecidos com grafeno, que geralmente envolvem várias etapas demoradas. Conforme os pesquisadores escrevem em seu artigo, eles acreditam que o uso de estofamento para fabricar e-têxteis baseados em grafeno será um passo importante na mudança de e-têxteis baseados em P&D para aplicações no mundo real.
p Em seu estudo, os pesquisadores demonstraram que os e-têxteis feitos por uma unidade de pad-dry em escala de laboratório exibiam excelentes características elétricas e mecânicas. Os testes mostraram que o óxido de grafeno reduzido forma um revestimento uniforme em torno das fibras de algodão individuais, o que resulta em boa condutividade elétrica, resistência à tracção, respirabilidade, flexibilidade, e conforto geral do tecido. O tecido revestido também parece permanecer eletricamente condutor após ciclos de lavagem repetidos.
p Os e-têxteis vestíveis à base de grafeno têm uma variedade de aplicações potenciais. Uma possibilidade, que os pesquisadores demonstraram, é que os sensores podem ser incorporados ao tecido para monitorar a atividade física. Um sensor montado no pulso, por exemplo, pode capturar movimentos mecânicos, como dobrar / não dobrar, alongamento / relaxamento, e torcer / destorcer. Outra possibilidade é incorporar elementos de aquecimento flexíveis em toda a peça de roupa, junto com supercapacitores flexíveis para alimentá-los.
p "Nosso plano de pesquisa futura é olhar para outros materiais 2D e utilizar seus benefícios para aplicações de e-têxteis vestíveis, "Karim disse." Também estamos procurando comercializar essas tecnologias em colaboração com parceiros industriais. " p © 2017 Phys.org