نوای جنوب:محققان دانشگاه رایس ایالات متحده، با استفاده از فیبرهای نانولوله کربنی درهم تنیده شده موفق به تولید نوعی پیراهن هوشمند برای رصد ضربان قلب شده‌اند.طی سال‌های اخیر نمونه‌های زیادی از لباس‌های هوشمندی را دیده‌ایم که برای بررسی جنبه‌های مختلف سلامت جسمانی کاربر تولید می‌شوند؛ اخیراً، استفاده از الیافی بسیار ظریف که قابلیت رسانایی بالایی دارند برای تولید این پوشیدنی‌های فناورانه، تجربه بهتری را برای کاربر فراهم کرده‌اند. محققان «دانشگاه رایس» (Rice University) این ایده را روی نوعی پیراهن هوشمند به‌اجرا درآورده‌اند که از فیبرهای نانولوله کربنی درهم تنیده شده ساخته شده است

فناوری این پیراهن مبتنی بر الیاف نانولوله کربنی است که اولین‌بار توسط محققان دانشگاه رایس در سال ۲۰۱۳/ ۱۳۹۲ معرفی شده است؛ فیبرهایی که به اندازه فیبر کربن قوی بودند، مانند یک نخ نساجی انعطاف‌پذیر بودند و حرارت و برق را به خوبی یک سیم فلزی هدایت می‌کردند. پهنای این رشته‌ها حدود ۲۲ میکرون است و از ده‌ها میلیارد نانولوله کربنی تشکیل شده است. دانشمندان پس از تولید این الیاف، ظرفیت آن را برای تولید ایملنت حلزون گوش، آنتن‌های انعطاف‌پذیر و ترمیم مدارهای الکتریکی تخریب شده در قلب نشان دادند.

برای تولید این لباس تیم تحقیقاتی با چند گلوگاه روبه‌رو بود. از آنجا که این الیاف اصلی بسیار ظریف هستند، نمی‌توان از آن‌ها برای ماشین‌های دوخت معمول استفاده کرد؛ بنابراین این گروه تحقیقاتی از یک دستگاه طناب‌سازی برای تابیدن رشته‌ها به یکدیگر استفاده کرد. سپس از این دسته‌های الیاف برای ریسیدن نخ‌های تقریبا به قطر نخ‌های معمولی استفاده کردند.

نخ هادی تازه توسعه یافته را می‌توان با چرخ خیاطی معمولی به پارچه‌ها دوخت

از این مرحله به بعد، الیاف را می‌توان با چرخ‌خیاطی به پارچه دوخت. محققان برای دوخت این الیاف از الگوی زیگزاگ استفاده کردند تا در صورت کشیده شدن پارچه، الیاف رسانا پاره نشود. با دوخت این الیاف روی پیراهن‌های ورزشی، از رسانایی مشابه فلزات این الیاف به عنوان الکترودهای یکپارچه و سیم‌های انتقال سیگنال استفاده می‌شود که می‌تواند کاربردهای بالقوه جذابی را برای لباس‌های ورزشی ایجاد کند.

این تیم برای بررسی کارایی این لباس، آزمایشی انجام دادند که توانایی پیراهن هوشمند برای ثبت داده‌های ضربان قلب به صورت لحظه‌ای را با یک مانیتور معمولی دارای بند اتصال به قفسه سینه مقایسه کرد؛ نتیجه این بررسی حاکی از کارایی بهتر پیراهن بود. آن‌ها همچنین از نخ‌ها به عنوان الکترود برای دستگاه نوار قلب استفاده کردند و دریافتند که این پیراهن عملکرد قابل مقایسه‌ای با مانیتورهای الکترودهای تجاری در دسترس دارد.

لورن تیلور، دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه رایس و نویسنده اصلی مقاله حاصل از این تحقیق می‌گوید: «پیراهن باید کاملا به بدن بچسبد. در مطالعات آینده، باید روی استفاده از تکه‌های متراکم‌تر از نخ‌های نانولوله کربنی تمرکز کنیم تا سطح بیشتری برای تماس با پوست به وجود بیاید.»

الیاف رسانا به صورت زیگزاگ به پیراهن دوخته شده تا از پارگی آن‌ها بر اثر کشیدگی جلوگیری شود.

دانشمندان طیف وسیعی از کاربردهای بالقوه را برای پارچه هوشمند که قابل شستشو در ماشین‌لباسشویی است تصور می‌کنند؛ این نخ‌ها می‌تواند به فرستنده‌های بلوتوث متصل شود تا داده‌ها را به تلفن‌های هوشمند منتقل کند یا به مانیتور هولتر جیبی متصل شود که فعالیت قلب را ثبت می‌کند. کاربردهای دیگر شامل ادغام آنتن‌ها یا چراغ‌های LED یا ایجاد تغییرات برای نظارت بر سایر علائم حیاتی مانند میزان تنفس خواهد بود.

نتایج این تحقیقات در مجله علمی Nano Letters منتشر شده است.