Výzkumníci z Cambridgeské univerzity ve spolupráci s čínskými kolegy vytvořili inkoust na bázi grafenu, díky kterému se bavlněná tkanina stává elektricky vodivou. Vzniklý nový druh vodivého textilu je ekologický a levný, přičemž umožní integraci nositelných zařízení přímo do oděvů. Informaci zveřejnili na webu Cambridgeské univerzit, studii publikoval odborný časopis Carbon.
Většina současných nositelných technologií využívá pevné elektronické obvody na pružných materiálech jako jsou plastové fólie nebo textilie. Tyto však mohou být při styku s kůží kvůli neprodyšnosti nepohodlné a navíc se mohou při praní poškodit.
Grafen/bavlna pod elektronovým mikroskopem (obr.: Jiesheng Ren).
Nová tkanina z velmi jemných částic grafenu spojených s prodyšnou a pohodlnou bavlnou, může nedostatky současných technologií snadno eliminovat. Vědci ji vyvinuli na základě svého předchozího výzkumu, jehož výsledkem byl grafenový inkoust pro tisk elektrických obvodů na pružné povrchy.
Původní inkoust, disperzní roztok na bázi vody, obsahoval grafenové vločky s tloušťkou asi 1 nanometr. Chemickou úpravou nanovloček vědci dosáhli toho, že se grafenové částice dokážou pevně přilepit k bavlněným vláknům. Po impregnaci textilie takovým modifikovaným inkoustem se ve tkanině vytvoří tenká rovnoměrná vodivá síť, jejíž vodivost se díky dodatečné tepelné úpravě ještě zvýší.
Celý proces impregnace se podobá barvení látky, přičemž se grafenové vločky „drží“ vláken podobně právě jako barviva.
Nevadí ani opakované praní
Vědci zjistili, že jednoduchý tenzometrický snímač síly zhotovený z takové vodivé bavlny spolehlivě funguje a sejme až 500 pohybových cyklů i po více než deseti praních v běžné pračce.
„Jiné vodivé inkousty jsou vyrobeny z drahých kovů jako je například stříbro. Tyto nepatří k udržitelným zdrojům a jejich produkce je nákladná. Grafen je však levný, šetrný k životnímu prostředí a chemicky se dá sloučit s bavlnou,“ řekl vedoucí výzkumného týmu Felice Torrisi.
„Tato technologie nám umožní vložit elektronické systémy přímo do šatů. Je to neuvěřitelně dostupná metoda na výrobu inteligentních textilií,“ dodala spoluautorka studie Cchao-sien Wangová.
Podle výzkumníků se grafenové bavlna uplatní ve velkém množství aplikací. Může se z ní vyrábět například interaktivní sportovní nebo vojenské oblečení, zdravotnické pomůcky nebo zařízení pro internet věcí.
