Созданы новые "умные" ткани, которые защищают от токсичных химических веществ.
Согласно исследованиям Дартмутского колледжа, новая технология, которая использует электронные сигналы в "умной" ткани, может привести к созданию материалов, которые защищают от токсичных химических веществ.
В исследовании, опубликованном в Journal of the American Chemical Society, химики Кэтрин Мирика и Мерри Смит описывают создание новых "умных" тканей под названием SOFT (англ. Self-Organized Framework on Textiles). Отмечается как первая демонстрация одновременного обнаружения, захвата, предварительной концентрации и фильтрации при использовании проводящих, пористых материалов, интегрированных в мягкие текстильные изделия, пригодные для носки.
Устройства SOFT имеют потенциал для использования в приложениях, начиная от обнаружения газа в реальном времени в пригодных для носки системах до электронных слоев адсорбента в защитном оборудовании, таком как противогазы.
«Добавляя эту ткань в защитный костюм, датчики могут предупредить пользователя, если химическое вещество проникает в материал», - говорит Кэтрин Мирика, доцент кафедры химии в Дартмутском колледже. - «Это не просто пассивная защита, текстиль может активно сигнализировать пользователю, если есть разрыв или дефект в ткани, или если функциональные характеристики уменьшаются каким-либо иным способом».
В числе других, описанных в исследовании, используются гибкие, внедренные в текстиль электронные датчики, на основе материалов, известных как металлоорганические каркасные структуры или MOF (англ. metal-organic frameworks). В исследовании авторы также описывают «простой» подход для интеграции этих проводящих, пористых материалов в хлопчатобумажные и полиэфирные ткани для производства тканей.
В рамках исследования команда Дартмута продемонстрировала, что новая интеллектуальная ткань может обнаруживать токсичные химические вещества. SOFT-система эффективно идентифицирует как загрязнитель выхлопные газы транспортных средств, оксид азота, сероводород. Помимо обнаружения химических веществ, электронный текстиль способен захватывать и фильтровать опасные токсины.
«Металлоорганические каркасные структуры - это будущее дизайнерских материалов, как и пластмассы в эпоху после Второй мировой войны», - сказала Мирика. - «Интегрируя MOF в наши устройства SOFT, мы значительно улучшаем производительность интеллектуальных тканей, которая необходима для обеспечения безопасности».
Исследовательская группа также описывает одноэтапный метод изготовления электронного текстиля на основе MOF, который, вероятно, представляет собой первое использование прямой самосборки для осаждения проводящего материала на текстиль.
Считается, что носимая электроника обладает большим потенциалом в таких областях, как безопасность, связь и здравоохранение. Солдаты, персонал скорой помощи, заводские рабочие и другие, которые рискуют подвергнуться воздействию токсичных химических веществ, могут извлечь пользу из новых умных тканей. Эти материалы также могут помочь медицинским пациентам, которые нуждаются в мониторинге конкретных химических веществ, поступающих из окружающей среды или даже из их собственных тел.
По мнению исследователей, устройства SOFT с MOF демонстрируют надежную проводимость, улучшенную пористость, гибкость и устойчивость к стирке. Ткани также стабильны при нагревании, имеют хорошие сроки хранения и сохраняют полный спектр свойств в условиях повышенной влажности.
Хотя технология требует дальнейшего развития, прежде чем ее можно будет использовать в современных системах, пригодных для носки, авторы надеются, что способ изготовления может быть расширен в другие системы, производя ряд новых многофункциональных электронных текстилей.
Источник: https://phys.org/news/2017-11-soft-e-textiles-advanced-soldiers-emergency.html