Un tessuto rivestito con la tecnologia di rilevamento potrebbe essere utilizzato in futuro per realizzare “indumenti intelligenti”.
I nanotubi di carbonio conferiscono al rivestimento in tessuto un’impressionante capacità di rilevamento. Quando il materiale viene schiacciato, si possono facilmente misurare grandi variazioni elettriche nel tessuto. I nuovi sensori possono essere cuciti in abiti o infilati nelle suole delle scarpe per rilevare il movimento umano.
Le nervature elettroforetiche conduttive sono create sulle fibre utilizzando la deposizione elettroforetica (EPD) di nanotubi di carbonio funzionalizzati con polietilenimmina. “Il processo EPD sviluppato nel mio laboratorio è in grado di creare un rivestimento nanocomposito uniforme fortemente legato alla superficie della fibra. Il processo si può riprodurre su scala industriale per applicazioni future. ” afferma Erik Thostenson, professore associato presso i dipartimenti di ingegneria meccanica e scienze e ingegneria dei materiali.
Il rivestimento nanocomposito sviluppato dal gruppo di Thostenson è flessibile, leggero e piacevole al tatto ed è stato testato su una gamma di fibre naturali e sintetiche, tra cui Kevlar, lana, nylon, spandex e poliestere. I rivestimenti sono solo 250-750 nm (circa lo 0,25-0,75% spesso quanto un pezzo di carta) e aggiungerebbero solo circa un grammo di peso a una scarpa o un indumento.
Esplorando le applicazioni future
Una potenziale applicazione del tessuto rivestito con sensori è misurare le forze sui piedi delle persone mentre camminano. Questi dati potrebbero aiutare i medici a valutare gli squilibri dopo l’infortunio o aiutare a prevenire le lesioni negli atleti. Il gruppo di ricerca di Thostenson sta collaborando con Jill Higginson, professore di ingegneria meccanica e direttore del Neuromuscular Biomechanics Lab di UD, e il suo gruppo come parte di un progetto pilota finanziato dal Delaware INBRE. Il loro obiettivo è vedere come questi sensori, quando inseriti nelle calzature, si confrontino con le tecniche di laboratorio biomeccanico come i tapis roulant strumentali e la cattura del movimento. Questa tecnologia potrebbe anche essere promettente per applicazioni di medicina sportiva, recupero post-chirurgico e per valutare i disordini del movimento nelle popolazioni pediatriche.
Il gruppo di ricerca di Thostenson utilizza anche sensori basati su nanotubi per altre applicazioni, come il monitoraggio della salute strutturale. “Lavoriamo da tempo con nanotubi di carbonio e sensori compositi basati su nanotubi”, riferisce Thostenson, che è una facoltà affiliata al Centro per i materiali compositi dell’UD (UD-CCM). Lavorando con i ricercatori in ingegneria civile, il suo gruppo ha aperto la strada allo sviluppo di sensori flessibili di nanotubi per aiutare a rilevare le crepe nei ponti e altri tipi di strutture su larga scala.
