Brytyjski zespół opracował materiał, który pozwala na tworzenie zawierających elektronikę ubrań i jednocześnie jest biodegradowalny. Taka odzież może znaleźć zastosowania np. w sporcie, medycynie czy nowoczesnej modzie.
Nowy materiał, który ma pozwolić na łatwe wytwarzanie biodegradowalnych e-tekstyliów, naukowcy z University of Southampton przedstawili na łamach magazynu „Energy & Environmental Materials”. Materiał otrzymał nazwę SEET (Smart, Wearable, and Eco-friendly Electronic Textiles).
CZYTAJ: Zmiany i problemy. Co zrobić z zużytą odzieżą?
Elektronika i recykling
E-tekstylia to materiały ze wbudowanymi komponentami elektronicznymi – np. różnego typu czujnikami. Mogą być wykorzystywane w codziennych zastosowaniach, a także do produkcji odzieży sportowej pomagającej poprawiać wyniki, czy w celach medycznych do monitorowania parametrów organizmu.
Jak podkreślają badacze, ubrania tego typu muszą być trwałe, bezpieczne i wygodne. Coraz więcej uwagi poświęca się także temu, aby były przyjazne dla środowiska i nie zanieczyszczały go po zakończeniu użytkowania.
– Integracja komponentów elektronicznych z konwencjonalnymi tekstyliami utrudnia późniejszy recykling, ponieważ często zawiera one metale, takie jak srebro, które nie ulegają łatwej biodegradacji. Nasze potencjalne, ekologiczne podejście polega na wyborze bardziej bezpiecznych materiałów i metod produkcji. Rozwiązuje ono przedstawiony problem, umożliwiając rozkład tkaniny po jej utylizacji – podkreśla prof. Nazmul Karim, autor publikacji.
Wynalazek składa się z trzech warstw: warstwy sensorycznej, warstwy pośredniczącej z czujnikami oraz tkaniny bazowej. Jako bazę wykorzystano tkaninę Tencel uzyskiwaną z drewna i ulegającą biodegradacji. Aktywna elektronika została wykonana z grafenu oraz polimeru o nazwie PEDOT: PSS. Aktywne, przewodzące materiały są precyzyjnie nakładane na tkaninę za pomocą techniki druku atramentowego.
Na ludziach i w ziemi
Z udziałem pięciu ochotników badacze przetestowali próbki materiału pod kątem ciągłego monitorowania parametrów fizjologicznych. Fragmenty tkaniny zostały przymocowane do noszonych przez uczestników rękawic. Wyniki potwierdziły, że materiał może skutecznie i niezawodnie mierzyć np. tętno czy temperaturę na poziomie zgodnym z profesjonalnymi standardami.
W kolejny kroku badacze zakopali swój materiał w ziemi, aby zmierzyć jego właściwości związane z biodegradacją. Po czterech miesiącach tkanina straciła 48 proc. swojej masy i 98 proc. wytrzymałości, co sugeruje stosunkowo szybki i skuteczny rozkład. Ponadto analiza cyklu życia wykazała, że elektrody na bazie grafenu mają do 40 razy mniejszy wpływ na środowisko, niż standardowe.
– Nasza analiza cyklu życia materiału pokazuje, że e-tekstylia na bazie grafenu mają znacznie mniejszy ślad środowiskowy w porównaniu z tradycyjną elektroniką. Dzięki temu stanowią bardziej odpowiedzialny wybór dla branż dążących do ograniczenia swojego wpływu na środowisko naturalne – zwraca uwagę Marzia Dulal z UWE Bristol.
Jednocześnie druk atramentowy jest bardziej zrównoważonym podejściem do produkcji e-tekstyliów w porównaniu do tradycyjnego druku sitowego, ponieważ umożliwia nanoszenie dokładnych ilości materiałów funkcjonalnych na tkaniny, w zależności od potrzeb, z niemal zerową ilością odpadów oraz mniejszym zużyciem wody i energii.
Bardziej ekologiczne
– W obliczu rosnącego zanieczyszczenia, nasze badanie pomaga wypełnić lukę w pracach dotyczących biodegradacji e-tekstyliów. Te materiały staną się coraz ważniejsze w naszym życiu, szczególnie w obszarze opieki zdrowotnej. Dlatego naprawdę ważne jest, abyśmy rozważali, jak uczynić je bardziej ekologicznymi, zarówno w produkcji, jak i w procesie utylizacji – mówi prof. Karim.
Badacze zamierzają kontynuować projektowanie odzieży wykonanej z materiału SWEET, która mogłaby znaleźć zastosowanie w sektorze opieki zdrowotnej, szczególnie w zakresie wczesnego wykrywania i zapobiegania chorobom serca, na które cierpi 640 milionów ludzi na całym świecie.
Polska Agencja Prasowa / RL / opr. ToMa
Fot. pixabay.com
