Одежда, способная отслеживать здоровье и сообщать о таких показателях, как повышенная температура или учащенный пульс, становится реальностью, а не просто фантазией.
Исследователи разработали уникальный материал на основе максена, который преобразует тепло тела в энергию, что позволяет датчикам, встроенным в ткань, постоянно функционировать без необходимости в дополнительных источниках питания.
Ранее также создавались умные материалы, например, в 2019 году в Нидерландах была разработана майка, способная диагностировать заболевания легких по дыханию. Однако такие технологии сталкиваются с проблемой обеспечения энергии, поскольку использование аккумуляторов требует регулярной подзарядки, что делает их менее удобными.
Команда ученых из Университета Ватерлоо в Канаде нашла решение этой проблемы, создав материал, который самостоятельно генерирует энергию, используя солнечный свет и тепло тела. Для этого они применили титансодержащий максен (Ti3C2Tx MXene) наноматериал, состоящий из чередующихся слоев углерода и металла, обладающий высокой проводимостью и способностью поглощать ультрафиолетовое излучение.
В качестве основы нового материала была использована нейлоновая ткань, на которую наносился максен, формируя проводящую сеть. Этот материал оказался эластичным и сохранял свои термоэлектрические свойства даже после 1000 циклов растяжения. Исследователи утверждают, что им удалось создать более стабильный и долговечный материал по сравнению с аналогичными тканями.
Для проверки работы умной ткани ученые изготовили медицинскую маску, в которой датчики измеряли температуру выдыхаемого воздуха, частоту дыхания и выявляли химические соединения, позволяющие обнаруживать вирусы, рак легких и другие заболевания.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Journal of Materials Science Technology. В будущем ученые планируют продолжить работу над улучшением характеристик умной ткани и расширением ее функциональности, в частности, рассматривают возможность передачи данных на смартфон или напрямую к лечащему врачу. Это позволит осуществлять неинвазивный скрининг различных заболеваний.
