تحول فناوری‌های پوشیدنی با استفاده از نانومواد الکتروریسی
تیم تحریریه- ۲۱ تیر ۱۴۰۱
تحول فناوری‌های پوشیدنی با استفاده از نانومواد الکتروریسی، ممکن شده است. فناوری‌های پوشیدنی طی سال‌های اخیر، رشدی انفجاری را از سر گذرانده است. پیشرفت حسگرهای انعطاف‌پذیر، مقاومت‌ها، منابع انرژی و دستگاه‌های استخراج انرژی محیطی (طبیعی) باعث شده است که فناوری‌های پوشیدنی در قالب دستگاه‌های الکترونیک مینیاتوری مستقیماً روی پوست انسان‌ها قرار بگیرند تا طیفی گسترده از سیگنال‌های زیستی-فیزیکی و زیستی-شیمیایی را حس کرده و یا تعامل بین انسان‌ها و ماشین‌ها را تسهیل کنند.
فناوری‌های پوشیدنی باید به نحوی طراحی شوند که با پوست، تنفس و ویژگی‌های زیستی بدن سازگار باشند و در عین حال، خواص مکانیکی، الکتریکی و شیمیایی‌شان حفظ شود. الکتروریسی Electrospinning به معنای تولید نانوفیبرهای قابل تنظیم از یک پایه‌ی پلیمری است؛ تحول فناوری‌های پوشیدنی با استفاده از نانوموارد الکتروریسی، ما را با محصولات نوینی در این عرصه روبرو خواهد کرد.
پژوهشگران دانشگاه تافتز تحول فناوری‌های پوشیدنی با استفاده از نانومواد الکتروریسی را، مورد مطالعه قرار داده و نتایج را در ژورنال APL Bioengineering منتشر کرده‌اند.
سمیر سانکوسال، از نویسندگان مقاله، می‌گوید: «در این پژوهش نشان می‌دهیم که جامعه‌ی علمی چطور با استفاده از نانومواد الکتروریسی به دستاوردهای بسیاری رسیده است. این مواد تاکنون برای نظارت بر فعالیت‌های فیزیکی، رهگیری حرکات، اندازه‌گیری قوای زیستی، حواس شیمیایی و زیستی و حتی در باتری‌ها، مقاومت‌ها و آنتن‌ها به کار رفته‌اند.»
سانکوسال و همکارانش بر مزایای فراوان مواد الکتروریسی نسبت به مواد قدیمی سنگین تأکید کرده‌اند.
نسبت بالای سطح به حجم در مواد الکتروریسی، منافذ زیاد و قابلیت تنفسی بالایی به آن‌ها می‌بخشد که در دستگاه‌های پوشیدنی، به کاربرد طولانی مدت‌شان کمک می‌کند. به علاوه، با ترکیب درست پلیمرها می‌توان سازگاری این مواد با ساختار و ویژگی‌های زیستی بدن را ارتقا داد؛ همه این موارد، موجب تحول فناوری‌های پوشیدنی با استفاده از نانومواد الکتروریسی خواهند شد.
نانوفیبرهای الکتروریسی رسانا، الکترودهایی با سطح وسیع فراهم می‌آورند که انعطاف‌پذیری و عملکرد بهتر، از جمله قابلیت شارژ سریع و ذخیره‌ی انرژی بالا را امکان‌پذیر می‌سازند.
سانکوسال توضیح می‌دهد: «ویژگی‌های نانومقیاس این مواد به این معنی است که بدون نیاز به چسب‌ها‌ی شیمیایی به پوست می‌چسبند؛ این نکته به ویژه زمانی اهمیت می‌یابد که بخواهیم فعالیت قلب را با استفاده از الکتروکاردیوگرافی یا فعالیت مغز را از طریق الکتروانسفالوگرافی اندازه بگیریم.»
در ریخت‌شناسی مقاومت transistor morphologies در مقیاس نانو، الکتروریسی نسبت به لیتوگرافی، ارزان‌قیمت‌تر بوده و کاربرد راحت‌تری دارد.
پژوهشگران معتقدند طی سال‌های آینده، الکتروریسی جایگاه خودش را به عنوان تکنیکی چندکاره، کاربردی و ارزان‌قیمت برای تولید دستگاه‌های پوشیدنی تثبیت خواهد کرد. حوزه‌های زیادی برای پیشرفت وجود دارد؛ برای مثال، می‌توان گزینه‌های موجود برای انتخاب مواد را افزایش داد و یا سازگاری دستگاه‌ها با فیزیولوژی انسان‌ها را بهبود بخشید. پژوهشگران باور دارند با کوچک‌تر کردن این دستگاه‌ها و با استفاده از مواد شفاف و «تقریباً نامرئی» در ساخت آن‌ها می‌توان جنبه‌ی زیبایی‌شان را نیز ارتقا داد. تحول فناوری‌های پوشیدنی با استفاده از نانومواد الکتروریسی از هم اکنون آغاز شده و آینده شگفت‌انگیزی را در این عرصه رقم خواهد زد.
جدیدترین اخبار هوش مصنوعی ایران و جهان را با هوشیو دنبال کنید
