تولید فیبر نیمه‌رسانایی که لباس‌ها را هوشمند می‌کند

دانشمندان یک فیبر نیمه‌رسانا ساخته‌اند که به نازکی موی انسان است و انعطاف‌پذیری بسیار بالایی دارد.

به گزارش دیجیاتو، دانشمندان موفق به توسعه یک فیبر نیمه‌رسانای فوق‌نازک شده‌اند که می‌تواند درون بافت پارچه‌ها به‌کار گرفته شود و لباس‌ها را به وسایل الکترونیک هوشمند پوشیدنی تبدیل کند.

محققان دانشگاه NTU سنگاپور دست به خلق نیمه‌رسانایی زده‌اند که می‌تواند فشار و ناپایداری‌ها را تحمل کند. آن‌ها با مدل‌سازی‌ها و شبیه‌سازی‌های مختلف دریافتند که راه غلبه بر این مشکلات، انتخاب دقیق مواد و پشت‌سرگذاشتن مجموعه‌ای از گام‌ها در تولید فیبر است.

دانشمندان یک طراحی مکانیکی را توسعه داده و با موفقیت فیبر‌هایی به نازکی موی انسان تولید کرده‌اند که طول آن‌ها می‌تواند به ۱۰۰ متر برسد. به‌علاوه، این فیبر‌ها را می‌توان با روش‌های موجود درون پارچه‌ها کار گذاشت.

فیبر نیمه‌رسانا برای استفاده در محصولات الکترونیکی پوشیدنی

پژوهشگران برای نمایش فناوری جدید خود پروتوتایپی در قالب یک کلاه ساخته‌اند که می‌تواند به افرادی که از نظر بینایی دچار مشکل هستند، در عبور از خیابان کمک کند. این فناوری قادر است از طریق موبایل به کاربر هشدار دهد. آن‌ها همچنین پیراهنی تولید کرده‌اند که از طریق یک ابزار شنیداری می‌تواند به دریافت و انتقال اطلاعات بپردازد.

این تیم باور دارد که نوآوری آن‌ها دستاوردی بنیادی درزمینه توسعه فیبر‌های نیمه‌رسانای بادوام و طولانی است. این فیبر‌ها می‌توانند مقرون‌به‌صرفه و مقیاس‌پذیر باشند و درعین‌حال عملکرد الکتریکی و اپتوالکترونیکی بسیار خوبی را به نمایش بگذارند.

محققان دانشگاه NTU برای ساخت این فیبر نیمه‌رسانا از جفت‌هایی از مواد نیمه‌رسانا و الیاف مصنوعی، یعنی یک هسته نیمه‌رسانای سیلیکونی با لوله شیشه‌ای سیلیکا و یک هسته ژرمانیم با یک لوله شیشه‌ای آلومینوسیلیکات استفاده کردند. آن‌ها (هسته) ماده نیمه‌رسانا را درون لوله شیشه‌ای وارد کردند و آن‌قدر به آن حرارت دادند تا لوله و هسته نرم شوند و امکان تبدیل آن‌ها به یک رشته نازک پیوسته وجود داشته باشد. زمانی که این رشته خنک شد، شیشه از آن جدا و با یک لوله پلیمر و سیم‌های فلزی ترکیب شد. سپس این مواد یک بار دیگر حرارت داده شدند تا رشته‌ای به نازکی تار مو و منعطف به‌دست آید.

عملکرد این فیبر نیمه‌رسانا در آزمایش‌ها بسیار خوب بوده و در تست‌های واکنش‌پذیری توانسته است تمام دامنه نور مرئی از فرابنفش تا فروسرخ را شناسایی کند. این فیبر‌ها همچنین می‌توانند سیگنال‌هایی با حداکثر پهنای باند ۳۵۰ کیلوهرتز ارسال کنند. دانشمندان می‌گویند فیبر‌های آن‌ها ۳۰ برابر محکم‌تر از فیبر‌های معمولی است.

گفتنی است، نتایج این پژوهش در مجله نیچر منتشر شده است.