В Канаде разработали инновационный материал на основе максена, способный преобразовывать тепло тела в энергию. Изделия из этой ткани позволят осуществлять постоянный контроль за состоянием здоровья.
Одежда, способная фиксировать данные о состоянии здоровья и предупреждать о повышенной температуре или учащенном сердцебиении, перестает быть мечтой и становится вполне ожидаемым событием. Специалисты создали материал на основе максена, который способен преобразовывать тепло тела в энергию. Это позволяет встроенным в ткань датчикам, измеряющим температуру, давление и другие параметры, функционировать без перерывов и без необходимости использования внешних источников питания.
Разработка умных материалов не является новым явлением. Так, в 2019 году в Нидерландах создали майку, которая может выявлять заболевания легких по дыханию. Однако подобные разработки сталкиваются с проблемой: для работы таких материалов необходима энергия, а использование аккумуляторных батарей и необходимость частой подзарядки делают их менее удобными в использовании.
Ученые из Университета Ватерлоо, расположенного в Канаде, нашли решение этой задачи и разработали материал, способный самостоятельно генерировать энергию, используя солнечный свет и тепло, исходящее от человеческого тела. Для достижения этой цели исследователи применили титансодержащий максен ( Ti3C2Tx MXene) — данный материал представляет собой наноструктура, образованная чередующимися слоями углерода и металла. Он характеризуется высокой тепло- и электропроводностью, упругостью, а также способностью поглощать ультрафиолетовое излучение.
Для создания нового материала исследователи использовали нейлоновую ткань. На ее поверхность наносили максен, формирующий проводящую структуру. Полученный таким образом материал обладает эластичностью и сохраняет свои термоэлектрические характеристики даже после тысячи циклов растяжения. Ученые, являющиеся авторами исследования, заявляют о создании более устойчивого, износостойкого и доступного материала по сравнению с другими тканями.
Для оценки функциональности умной ткани ученые создали из нее маску для лица. Встроенные в маску датчики фиксировали температуру воздуха, выдыхаемого человеком, контролировали частоту дыхания и определяли химические вещества, необходимые для диагностики вирусных инфекций, рака легких и других заболеваний.
Результаты своей работы ученые представили в журнале Journal of Materials Science & Technology. В настоящее время они намерены продолжить исследования с целью повышения качества характеристик умной ткани и расширения ее возможностей. В частности, изучается возможность передачи информации с ткани на мобильный телефон или непосредственно к лечащему врачу. Это позволит осуществлять неинвазивную диагностику различных заболеваний.