ТОМСК, 23 мая – РИА Томск. Ученые Томского политехнического университета
(ТПУ) проводят исследование, которое в будущем поможет создать ткань для "умной"
одежды, способной считывать биопотенциал человека; проект выполняется при
поддержке программы Минобрнауки России "Приоритет 2030", сообщила РИА
Томск профессор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий
ТПУ Евгения Шеремет.
Ранее сообщалось, что программа "Приоритет 2030" стартовала в
России в 2021 году. ТПУ вошел в нее по треку "Исследовательское лидерство"
и получил грант в размере около одного миллиарда рублей. ТПУ представил
комплексную программу развития на ближайшие 10 лет. В программе развития вуза
заложены три стратегических проекта: "Энергия будущего", "Инженерия
здоровья" и "Новое инженерное образование".
В 2021 году в вузе прошел конкурс на поддержку фундаментальных проектов
ученых по программе "Приоритет 2030". Всего на конкурс было подано 99
заявок, отбор прошли 11 научных проектов. С 2022 года они начали получать
финансирование.
Что такое "умная" одежда
Евгения Шеремет представила на внутривузовский конкурс проект "Исследование
механизма лазерной интеграции графеноподобных материалов в текстильные
материалы для изготовления "умной" одежды". В результате она
вместе с коллегами получила финансирование на проведение исследования в течение
2022 года.
Идеи по созданию "умной" одежды уже давно перестали быть
футуристическими. С 1990-х годов научные и университетские команды различных
стран делают попытки объединить текстиль и технологии. Так, по данным открытых
источников, в США более 15 лет назад был создан прототип "умной"
футболки, отслеживающей сердечный ритм и дыхание человека.
Большая часть проектов и разработок остается на стадии прототипов. Но
мировое научное сообщество уверено, что организация массового производства
одежды, которая может воспринимать сигналы тела и передавать информацию, – это
вопрос времени и наличия нужных технологий. Поэтому ученые продолжают проводить
соответствующие исследования.
"Результаты нашего проекта помогут в производстве "умной"
одежды в будущем. Представьте, если бы наша одежда могла носить в себе сенсоры.
Она бы рассказала, как тело реагирует на занятия спортом, мы бы следили за
потоотделением, правильностью осанки и многими другими параметрами", – рассказывает
Шеремет.
"Умная" одежда, по ее словам, должна делать то, что еще не умеют
другие гаджеты – смартфоны, "умные" часы и так далее. С развитием
технологии станет возможным комплексное считывание параметров человека, начиная
от электрокардиограммы и заканчивая измерением уровня состава пота.
Какая ткань нужна для "умной" одежды
Установка сенсора на ткань не делает одежду "умной" – его
использование на одежде, как правило, недолговечно, а потому так можно
изготовить, скорее, прототип с конкретными функциями. Одежда будущего
предполагает прежде всего "умную" ткань.
"С одеждой мы обращаемся совсем не так, как с гаджетами. Она должна быть
комфортной для нас и безопасной для кожи, мы должны иметь возможность потеть в
ней или даже мокнуть. Одежду мы стираем, сминаем, и все это совершенно
неприемлемо для тех материалов, на которых основаны современные нательные
датчики", – объясняет Шеремет.
Поэтому ученые нацелены на создание нового класса материалов. Политехники
делают это с помощью лазерной интеграции графена в полимер. Эта технология
позволяет получить очень стабильные материалы для гибкой электроники.
"По сути, мы берем графен, наносим его на нужную нам подложку и
обрабатываем все это с лазером. И это позволяет нам локально создать проводящий
композит, причем его структуру можно будет настраивать в зависимости от того,
какие параметры нам нужны", – говорит собеседница агентства.
© сайт Томского политехнического университета
По словам профессора, с помощью лазера можно достаточно легко и дешево "нарисовать"
разнообразные структуры на поверхности: "Это как раз и необходимо для
того, чтобы сделать электронику на ткани, создать более эффективную
конфигурацию электродов и элементов и управлять их формой".
Многие научные команды используют лазерное излучение для получения и
обработки графена. Уникальность идеи политехников в том, что они добились таких
режимов и наборов материалов, которые позволяют создавать высокостабильные
проводящие композиты нужной формы в рамках очень простого технологического процесса.
По словам Шеремет, судя по сообщениям в мировой научной литературе, такой
подход пока не используется.
В течение 2022 года политехники отработают найденные ими режимы и докажут,
что с помощью их технологии можно создать на ткани структуру, отвечающую
основным требованиям "умной" одежды.
"Мы
проводим лазерную обработку по нашей технологии, измеряем электрические
параметры, выполняем тесты, которые важны для "умной" одежды – можно
ли эту структуру стирать, можно ли ее сминать, как она выдерживает изгиб,
насколько она безопасна", – резюмирует профессор.