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智能服装中用于采集心脏数据的碳纳米管线

2021年09月      Composites Manufacturing

到目前为止,监测心脏数据通常需要佩戴不舒服的胸带或采用其他笨拙的测试手段。莱斯大学的研究人员正在开发一种智能服装,将导电碳纳米管线编织到常规运动服装中,从而改变这一过程。这种纤维舒适且富有弹性,锯齿状的缝线图案让面料可以在不破坏纤维的情况下进行拉伸。碳纳米管线与金属线一样具有导电性,并且衣服可机洗。

最初的纳米管细丝对于缝纫机来说太细了(大约22微米宽),因此研究人员与绳索制造商合作将线捆扎起来,基本上是3束,每束7根细丝,粗细与传统线差不多。研究小组正在与德克萨斯心脏研究所合作,以确定如何最大限度地与皮肤接触。

这些纤维与穿着者的皮肤保持稳定的电接触,并充当电极,允许将蓝牙发射器传输到Holter监视器。这款服装的性能优于使用商用医用电极监测器进行的传统心电图,并且比标准胸带监测器更擅长进行实时测量。

这项技术的未来应用可能包括将天线或LED嵌入织物中。微小的改动最终可以让衣服实现监测生命体征、劳累程度或呼吸频率。该技术甚至可以用于军装的生产。几年前,我们与一位合作者证明,碳纳米管纤维在按重量计算时比凯夫拉(Kevlar)纤维更擅长耗散能量,”Rice 研究生说该研究的主要作者劳伦泰勒解释说。 

莱斯大学布朗工程学院实验室化学和生物分子工程师Matteo Pasquali说:我们看到,经过全球实验室二十年的发展,这种材料在越来越多的应用中发挥了作用。由于导电性、与皮肤的良好接触性、生物相容性和柔软性的结合,碳纳米管线是可穿戴设备的天然组件。