Vải điện tử

Vải điện tử Một nhóm các nhà nghiên cứu ở Hoa Kỳ, Ý, và Pháp đã phát minh ra bóng bán dẫn được làm từ sợi bông. Họ hình dung ra thiết bị như vậy được dệt vào quần áo, có khả năng đo các chất gây ô nhiễm, hiển thị thông tin, và vô vàn các ứng dụng khác. "Chúng tôi muốn tạo ra một giao diện hoàn hảo giữa điện tử và dệt may", ông Juan Hinestroza, giám đốc của Phòng thí nghiệm Công nghệ nano Dệt may tại Đại học Cornell tại Ithaca, NY cho biết. Theo lời của Annalisa Bonfiglio EE, một giáo sư tại Đại học Cagliari, Ý, thay vì gắn các cảm biến hoặc bộ vi xử lý quần áo sau khi các sản phẩm may mặc được hình thành, sẽ hiệu quả hơn để kết hợp các thiết bị trực tiếp vào các loại vải. Vì Cellulose là chất cách điện tự nhiên, do đó, để phát triển khả năng dẫn điện, nhóm nghiên cứu bao phủ từng sợi vải với các hạt nano vàng, sau đó thêm một lớp mỏng của một loại polymer dẫn điện được gọi là PEDOT. Các sợi này tạo ra khả năng dẫn điện cao, trong khi các đặc tính cơ học gần như không thay đổi. Nhóm nghiên cứu đã chứng minh bằng việc sử dụng sợi vải làm một số mạch đơn giản, cung cấp điện cho một bóng LED. Một số thử nghiệm đã được tiến hành với hai loại thiết bị: một bóng bán dẫn điện hữu cơ và một transistor hiệu ứng trường hữu cơ. Trong các thí nghiệm trên, sợi bông dẫn được sử dụng như cổng, nguồn, và các điện cực cổng. Để hoàn thành các bóng bán dẫn, các nhóm nghiên cứu cần thiết để tạo ra một chất bán dẫn. Họ đạt được điều này bằng cách pha trộn các loại polymer dẫn điện với poly styrenesulfonate, một loại polymer thường được sử dụng để làm cho màng trao đổi proton trong các pin nhiên liệu. Sau khi ngâm trong polymer thứ hai, sợi bông được phủ với ethylene glycol để làm cho chống thấm. Transistor hiệu ứng trường cũng bắt đầu với một sợi bông nhúng trong polymer bán dẫn, đóng vai trò của các điện cực cổng. Sau đó nó sẽ được phủ một lớp mỏng polymer hoạt động như một chất điện môi. Cuối cùng là một lớp pentacene, một chất bán dẫn polymer màng. Kết quả cho thấy kích thước sợi bông tăng lên không nhiều so với thông thường nhưng đạt được khả năng dẫn điện mong muốn. Tuy nhiên, tốc độ của các điện tử trong các bóng bán dẫn vải tương đối thấp so với các mạch silicon. Có nhiều ứng dụng có thể được phát triển từ nghiên cứu này. Với bài toán thực tế hiện nay, ứng dụng nhiều nhất sẽ là cảm biến. Một ví dụ như đồng phục lính cứu hỏa có thể có thể phát hiện các hóa chất nguy hiểm, các nhân viên an ninh có thể phát hiện sự xuất hiện của chất nổ hoặc ma túy trong không khí. Quần áo có thể theo dõi tình trạng sức khỏe. Các loại vải thảm, phủ tường, và nệm ghế, có thể theo dõi độ ẩm và chất gây dị ứng