Para peneliti telah berhasil mengembangkan serat pintar jenis baru yang dapat menghasilkan daya dan memancarkan cahaya tanpa memerlukan chip atau baterai. Serat inovatif ini menggabungkan pengumpulan energi nirkabel, penginderaan, dan transmisi sinyal ke dalam satu struktur. Saat ditenun menjadi tekstil, mereka mengaktifkan fungsi seperti tampilan cahaya dan interaksi berbasis sentuhan, semuanya tanpa sumber daya eksternal.
Penelitian ini dipublikasikan diSainsdan dianggap sebagai langkah maju yang besar dalam pengembangan serat fungsional dan tekstil cerdas. Teknologi ini dapat mengubah cara manusia berinteraksi dengan lingkungannya dan satu sama lain, sekaligus membuka kemungkinan baru bagi tekstil cerdas di berbagai industri.
Arah Baru untuk Tekstil Cerdas yang Dapat Dipakai
Perangkat pintar yang dapat dikenakan telah menjadi bagian dari kehidupan sehari-hari. Mereka banyak digunakan dalam pemantauan kesehatan, perawatan medis jarak jauh, dan interaksi manusia-mesin. Namun, sebagian besar perangkat elektronik wearable yang ada saat ini mengandalkan komponen semikonduktor kaku atau perangkat berbasis film fleksibel-. Sistem ini sering kali mengurangi kenyamanan, kemudahan bernapas, dan kelembutan saat diintegrasikan ke dalam kain.
Tekstil elektronik yang terbuat dari serat pintar menawarkan keunggulan yang jelas. Bahan ini lebih lembut, lebih menyerap keringat, dan lebih cocok untuk-dipakai jangka panjang. Saat ini, sebagian besar smart fiber dirancang menggunakan "arsitektur von Neumann" tradisional, di mana chip berbasis silikon menangani pemrosesan data. Modul serat yang berbeda diperlukan untuk penginderaan, catu daya, dan transmisi sinyal. Semakin banyak modul yang ditambahkan, kain menjadi lebih berat, tebal, dan kurang fleksibel.
Penemuan Chip-Arsitektur Smart Fiber Gratis
Selama percobaan, tim peneliti dari laboratorium bahan fungsional canggih sebuah universitas mengamati fenomena yang tidak terduga: serat mulai memancarkan cahaya ketika ditempatkan dalam medan elektromagnetik nirkabel. Penemuan ini mengarah pada pengembangan konsep baru yang dikenal sebagai serat pintar "arsitektur non-von Neumann".
Berbeda dengan desain tradisional, serat baru ini mengintegrasikan pengumpulan energi, penginderaan, dan transmisi sinyal ke dalam satu serat. Ini menghilangkan kebutuhan akan chip, baterai, atau modul elektronik kompleks yang terpisah, sehingga secara signifikan mengurangi berat dan kekakuan.
Bagaimana Serat Bekerja
Medan dan gelombang elektromagnetik ada dimana-mana dalam kehidupan sehari-hari. Sumber energi sekitar ini bertindak sebagai penggerak nirkabel untuk serat baru. Tubuh manusia berperan penting sebagai media interaksi energi, membantu mengarahkan energi elektromagnetik ke dalam lingkaran tertutup yang dibentuk oleh serat, tubuh, dan tanah.
Dalam demonstrasi sederhana, serat memancarkan cahaya dan menghasilkan listrik ketika disentuh oleh tangan manusia. Efek visual ini menyoroti kemampuannya untuk merespons interaksi manusia secara langsung.
Serat ini memiliki struktur inti-selubung tiga-lapisan:
Lapisan inti:Antena serat yang terbuat dari-nilon berlapis perak, digunakan untuk mendeteksi medan elektromagnetik bolak-balik
Lapisan tengah:Lapisan dielektrik yang meningkatkan efisiensi penggabungan energi
Lapisan luar:Lapisan pemancar-bidang-cahaya-sensitif listrik
Bahan mentahnya berbiaya-rendah, dan produksi serat serta pemrosesan tekstil menggunakan teknik manufaktur yang matang.
Penerapan Praktis dan Potensi Masa Depan
Tanpa menggunakan chip atau baterai, para peneliti telah mendemonstrasikan-tampilan berbasis tekstil dan transmisi sinyal nirkabel menggunakan serat ini. Menurut para ahli dari laboratorium nasional modifikasi bahan serat, teknologi ini memiliki potensi besar untuk digunakan pada pakaian dan aksesoris sehari-hari.
Ketika tekstil ini bersentuhan dengan tubuh manusia, mereka dapat memberikan penginderaan nyata melalui emisi cahaya, umpan balik interaktif, dan bahkan pencahayaan terang. Gerakan dan postur tubuh yang berbeda dapat menghasilkan sinyal nirkabel yang unik, sehingga memungkinkan kontrol-perangkat elektronik berbasis gerakan.
Kemampuan baru ini dapat secara signifikan mengubah cara orang merasakan kehidupan cerdas, menjadikan teknologi wearable menjadi lebih alami, nyaman, dan-efisien energi.
Sumber:Mesin & Material Teknik, Kantor Berita Xinhua
(Beberapa konten bersumber dari informasi publik. Silakan hubungi kami untuk penghapusan jika ada pelanggaran yang terlibat.)
