علماء يبتكرون أقمشة ذكية تتكيف مع البيئة

استطاع فريق دولي، بقيادة علماء في جامعة كامبريدج، تطوير أقمشة ذكية يمكنها استشعار بيئتها الخارجية والاستجابة لها.

ودمج الفريق المكونات الإلكترونية والإلكترونية الضوئية والاستشعار وألياف الطاقة باستخدام تقنيات إنتاج الملابس الحالية، ما يقلل تكلفة صناعة الأقمشة الذكية، التي تعدّ بدائل فاعلة من حيث التكلفة في مختلف الصناعات.

أنسجة ذكية بتكلفة معقولة

قال موقع Study Finds، في تقرير نشره الخميس 11 مايو 2023، إن وظائف المنسوجات الذكية وأبعادها وأشكالها كانت محدودة جدًا، بسبب عمليات التصنيع المكلفة، التي تتطلب استثمارات كبيرة، فالمنسوجات الذكية الأخرى تتطلب مرافق تصنيع إلكترونية دقيقة، ذات كلفة عالية، وتنتج نفايات كبيرة.

وذكر أن الباحثين وجدوا أن شاشات العرض المرنة والأقمشة الذكية يمكن إنتاجها بتكلفة معقولة عن طريق نسج مكونات الألياف الإلكترونية والإلكترونية الضوئية والاستشعار والطاقة على نفس الأنوال الصناعية المستخدمة في تصنيع المنسوجات التقليدية.

بدائل فاعلة

ذكر الموقع العلمي أن الطريقة الجديدة، التي ابتكرها علماء جامعة كامبريدج البريطانية، تخفض تكلفة صناعة الأقمشة الذكية، لافتًا إلى أن الدراسة، التي نشرها الفريق بشأن تلك التقنية، تكشف عن إمكانية أن تصبح المنسوجات الذكية بدائل فاعلة في مختلف الصناعات، بما في ذلك السيارات والإلكترونيات والأزياء والبناء.

وأضاف أن الدراسة كشفت عن أن الألياف المستخدمة في المنسوجات الذكية مغلفة بمواد يمكنها مقاومة التمدد، ويمكن استخدامها في تقنيات التصنيع التقليدية، مشيرًا إلى أن تصنيع هذه المنسوجات يحتاج منشآت متخصصة في الإلكترونيات الدقيقة، وتتطلب استثمارات بمليارات الجنيهات.

طور الباحثون منسوجات الذكية بتكلفة زهيدة، وباستخدام نفس الآلات المستخدمة في صناعة الملابس حاليا

وأوضح المؤلف الأول للدراسة من قسم الهندسة بجامعة كامبريدج، سانجيو لي، أن تصنيع المنسوجات الذكية بهذه الطريقة محدود للغاية، فتصنيع جميع مكونات الأنسجة على نفس الرقاقات الصلبة المستخدمة في صناعة الدوائر المتكاملة، وأقصى حجم يمكننا الحصول عليه يبلغ قطره قرابة 30 سم.

كيفية الإنتاج

قال الموقع إن الباحثين صنعوا أنواعًا متعددة من أجهزة الألياف، مثل أجهزة تخزين الطاقة، والصمامات الضوئية، والترانزستورات، ودمجوها مع الألياف التقليدية، سواء الاصطناعية أو الطبيعية، لإنشاء منسوجات ذكية عبر النسيج الآلي.

وأضاف أن الباحثين ربطوا أجهزة الألياف بطريقة اللحام الآلي بالليزر باستخدام “مادة لاصقة موصلة للكهرباء”. وطوروا جميع العمليات لتقليل الضرر الذي يلحق بالمكونات الإلكترونية، ما يجعل المنسوجات الذكية متينة بدرجة كافية لتحمل تمدد آلة النسيج الصناعية.

إمكانية التطوير

قال المؤلف المشارك من قسم الهندسة بالجامعة، الدكتور لويجي أوتشيبينتي، إن دمج نفس متانة الأقمشة العادية في المنسوجات الذكية يمثل تحديًا، نظرًا لافتقارها إلى التطبيق العملي، لافتًا إلى أن فريق البحث تعاون مع مصنعي المنسوجات لإنتاج رقع اختبار من المنسوجات الذكية بحجم 50 سم × 50 سم.

وأوضح سانجيو لي أن هذه النموذج الصغير يمكن تطويره إلى أبعاد أكبر وإنتاجه بكميات أكبر، فعندما نضيف الألياف الذكية إلى العملية، تكون النتيجة نظامًا إلكترونيًّا يتم تصنيعه بنفس طريقة تصنيع المنسوجات الأخرى.

اقرأ أيضًا| كابوس الصحة العامة.. المواد الكيميائية السامة ليست ضرورية لإزالة بقع القماش

اقرأ أيضًا| ملابسك المستقبلية.. مادة حية ذاتية الإصلاح والترميم