Detta är en inre vetenskapshistoria.
en bärbar interaktiv skärm gjord av ett flexibelt, andningsbart elektroniskt tyg kan visa enkla kartor och textmeddelanden, potentiellt för användning i framtida smarta kläder, rapporterar en forskargrupp i sitt senaste papper.
i allt högre grad undersöker forskare runt om i världen elektroniska textilier som nästa steg i Bärbar Teknik utöver smartphones och smartwatches. Ett problem med att utveckla sådana bärbara enheter är att bildskärmar är vanligtvis styva och skrymmande.
tidigare forskning har utvecklat flexibla tunnfilmskärmar som är rullbara, vikbara och töjbara. Sådan elektronik har emellertid ännu inte framgångsrikt införlivats i kläder. Det beror på att det har visat sig vara utmanande att designa textilskärmar som är både hållbara över tid och lätta att montera över ett stort område.
nu har kinesiska forskare vävt strängar av en ny tygdisplay ungefär 20 meter lång och 10 tum bred. ”Det är ganska överraskande och fantastiskt att de har kunnat skala sin skärm till ett tygstycke som är så stort”, säger kemiingenjör Zhenan Bao vid Stanford University i Kalifornien, som inte deltog i denna forskning.
för att göra den nya textilen väver polymerforskarna Peining Chen och Huisheng Peng vid Fudan University i Shanghai och deras kollegor elektriskt ledande transparenta fibrer och självlysande trådar tillsammans med bomullsgarn i ett flexibelt, andningsbart tyg. Tyget innehåller ungefär en halv miljon pixlar, en för varje punkt där de elektriskt ledande inslagstrådarna möter de självlysande varpfibrerna, åtskilda cirka 800 mikron från varandra. (I jämförelse är det genomsnittliga mänskliga håret cirka 100 mikron brett.)
tyget är ungefär lika ljust som den genomsnittliga platt-TV. Forskarna noterade att deras prototyp också var betydligt mer hållbar än konventionella tunna film flexibla skärmar, vilket gör den mer lämplig för praktisk användning. Prestandan för det mesta av skärmen förblev stabil efter 1000 cykler av böjning, sträckning och pressning och 100 cykler av tvätt och torkning.
en sannolik applikation för detta är bärbara skärmar. Forskarna införlivade ett beröringskänsligt 16-knapps tygtangentbord, solenergiskördande trådar och batterifibrer i sin textil för att lägga till interaktivitet och strömförsörjning. De lade till elektronik för att trådlöst länka den till en smartphone via en Bluetooth-anslutning så att användarna kunde skicka och ta emot meddelanden på ärmarna, samt se deras realtidsplatser på en karta.
”Designers kommer att ha ett annat viktigt verktyg att lägga till i sina mönster”, säger studie medförfattare Qibing Pei, en materialforskare vid University of California, Los Angeles.
en annan potentiell användning ligger i vården. Inkluderat i prototyperna var en ungefär 9-tums 2,5-tums textilskärm som kunde hjälpa till att övervaka volontärer som hade headset som läste sina hjärnvågor. När headseten upptäckte lågfrekventa hjärnvågor från mediterande deltagare överförde enheterna dessa data till en dator kopplad till tyget så att det visade ordet ”avslappnad.”När headseten upptäckte högfrekventa hjärnvågor från volontärer som spelade ett racerbilspel, visade tyget ordet ”orolig.”
i framtiden kan smarta kläder hjälpa till att visa meddelanden från personer med röst -, tal-och språkstörningar, konstaterade forskarna. Det kan till och med fungera i samförstånd med enheter som kan avkoda komplexa hjärnvågor för att ta reda på vad dessa människor skulle vilja säga men inte kan, tillade de.
forskarna noterade att de kunde sänka mängden spänning som behövs för att driva sina skärmar till mindre än 36 Volt. Fortfarande, ” att sätta skärmar med denna typ av spänning direkt på kroppen kan potentiellt vara ett problem,” varnade Bao.
forskarna sa att de har produktmodeller av sitt tyg tillgängligt nu, och många företag är i samtal för att använda dem. De detaljerade sina resultat online Mars 10 i tidskriften Nature.
Inside Science är en redaktionellt oberoende ideell tryck -, elektronisk-och videojournalistiknyhetstjänst som ägs och drivs av American Institute of Physics.