Японские инженеры создали электропроводящие чернила, после застывания приобретающие необычайную эластичность, что открывает возможность их использования с «умной» одеждой. Исследования, связанные с подобными материалами, также ведут в Google, NTT и других организациях, задавая тем самым новое направление развития носимой электроники.
С помощью проводимых чернил были распечатаны проводники на напульснике, изготовленном из эластичной ткани для спортивной одежды. Подобный аксессуар может работать в качестве датчика мышечных сокращений, а кроме того, растяжимая электроника, встроенная в эластичную одежду, могла бы выполнять роль кардиомонитора.
Схема в напульснике представляет собой усилительный контур на органических транзисторах, который измеряет электрический потециал мышц с помощью девяти электродов, расположенных в виде сетки. Для ее формирования как раз и использовались новые «чернила», наносить которые можно штамповкой с использованием металлического или пластикового шаблона.
Обычно эластичные проводники изготавливаются из смеси проводящего состава с резиной, но при растяжении такого материала его проводимость ухудшается. Новые чернила изготовлены из хлопьев серебра, органического растворителя, фторсодержащего каучука и фтористого поверхностно-активного вещества. Благодаря последнему серебряные хлопья концентрируются на поверхности чернил после нанесения, обеспечивая высокую проводимость даже когда материал растягивают втрое.
Это свойство может быть полезным для применения с тканью спортивной одежды, которая может сильно растягиваться при движении спортсмена. Одежду из «умной» материи с подобным уровнем эластичности можно было бы использовать, к примеру, для мониторинга жизненных показателей спортсмена во время соревнований.
Новые чернила обладают самой высокой проводимостью среди всех эластичных проводников, которые можно растянуть больше чем в два с половиной раза, сообщили в журнале Nature Communications их разработчики — исследователи из Университета Токио, Управления науки и техники Японии и других учреждений. Но чтобы изобретение смогло найти коммерческие применения, надо еще повысить надежность проводника и сделать его устойчивым к стирке.
Японские исследователи уверены, что одежда с внедренными в нее распечатываемыми гибкими схемами — это следующий виток развития потребительской электроники после настольных компьютеров, мобильных устройств и гаджетов наподобие Apple Watch. «Умные» ткани также разрабатываются в рамках проекта Google Jacquard — как инструмент управления электронными устройствами. А оператор мобильной связи NTT Docomo и компания Toray Industries, работающая в химической отрасли, тоже изучают возможность применения проводящих нановолокон для измерения пульса.
«Одежда, регистрирующая электрокардиограмму своего владельца, уже применяется на практике, — отметил Такао Сомея, профессор инженерных наук Университета Токио, руководитель исследования, посвященного проводящим чернилам. — Но это не значит, что смартфоны, умные часы и компьютеризированные очки исчезнут. Просто подобная одежда увеличит разнообразие, став еще одной формой потребительской электроники».