La nuova tecnologia che sfrutta i segnali elettronici in un tessuto intelligente potrebbe portare a dispositivi avanzati per materiali pericolosi che proteggono da sostanze chimiche tossiche, secondo una ricerca del Dartmouth College.

L'avanzamento potrebbe avere grandi implicazioni per i militari, personale del servizio di emergenza e altri lavoratori che si affidano alla protezione "haz-mat" per svolgere il proprio lavoro e proteggere gli altri.

In una ricerca pubblicata su Giornale della Società Chimica Americana , il team di chimica di Katherine Mirica e Merry Smith descrive la creazione di nuovi tessuti intelligenti, chiamati SOFT, for Self-Organized Framework on Textiles, in quella che è nota come la prima dimostrazione di rilevamento simultaneo, catturare, pre-concentrazione e filtrazione dei gas in un indossabile che utilizza conduttori, materiali porosi integrati in tessuti morbidi.

Secondo lo studio, i dispositivi SOFT hanno il potenziale per l'uso in applicazioni di rilevamento che vanno dal rilevamento di gas in tempo reale in sistemi indossabili, a strati assorbenti accessibili elettronicamente in dispositivi di protezione come maschere antigas.

"Aggiungendo questo tessuto a una tuta protettiva, i sensori possono avvisare l'utente se una sostanza chimica sta penetrando nell'ingranaggio di materiale pericoloso, "ha detto Katherine Mirica, un assistente professore di chimica al Dartmouth College. "Questa non è solo protezione passiva, il tessuto può allarmare attivamente un utente se c'è uno strappo o un difetto nel tessuto, o se le prestazioni funzionali sono diminuite in qualsiasi altro modo."

Tra gli altri primati descritti nella ricerca sono flessibili, sensori elettronici supportati da tessuto basati su materiali noti come strutture metallo-organiche, o MOF. Nello studio, gli autori descrivono anche un approccio "semplice" per l'integrazione di questi conduttori, materiali porosi in tessuti di cotone e poliestere per produrre gli e-textiles.

Nell'ambito dello studio, il team di Dartmouth ha dimostrato che il nuovo tessuto intelligente è in grado di rilevare le comuni sostanze chimiche tossiche. Sia l'inquinante di scarico del veicolo, monossido di azoto, e il veleno corrosivo che ricorda la maggior parte delle uova marce, idrogeno solforato, sono stati effettivamente identificati dal sistema SOFT. Oltre a rilevare le sostanze chimiche, i tessuti elettronici sono in grado di catturare e filtrare le tossine pericolose.

"Le strutture metallo-organiche sono il futuro dei materiali di design, proprio come lo era la plastica nel secondo dopoguerra, " ha detto Mirica. "Integrando i MOF nei nostri dispositivi SOFT, miglioriamo notevolmente le prestazioni dei tessuti intelligenti che sono essenziali per la sicurezza".

Il team di ricerca descrive anche un metodo di fabbricazione di e-textile in una sola fase basato su MOF che probabilmente costituisce il primo utilizzo dell'autoassemblaggio diretto per depositare il materiale conduttivo sui tessuti.

In un processo che Mirica descrive come "simile a una struttura di un edificio che si assembla, " I tessuti di cotone e poliestere rivestiti con cristalli conduttivi a livello di fibra sono creati dall'autoassemblaggio diretto di molecole con puntoni molecolari organici collegati da collegamenti metallici dalla soluzione.

Si ritiene che l'elettronica indossabile abbia un grande potenziale in aree tra cui la sicurezza interna, comunicazione e sanità. soldati, personale di emergenza, gli operai di fabbrica e altri che rischiano l'esposizione a sostanze chimiche tossiche potrebbero trarre vantaggio dai nuovi tessuti intelligenti. I materiali potrebbero anche aiutare i pazienti medici che richiedono il monitoraggio di specifiche sostanze chimiche presenti nell'aria che provengono dall'ambiente o persino dal loro stesso corpo.

Secondo i ricercatori, i dispositivi SOFT dotati di MOF mostrano una conduttività affidabile, porosità aumentata, flessibilità e stabilità al lavaggio. I tessuti sono anche stabili al calore, hanno una buona durata di conservazione e mantengono una gamma completa di utilità in condizioni di umidità.

Sebbene la tecnologia richieda un ulteriore sviluppo prima di poter essere utilizzata in sistemi indossabili all'avanguardia, gli autori sperano che il metodo di fabbricazione abbia il potenziale per essere esteso ad altri sistemi, producendo una serie di romanzi, e-textiles multifunzionali con proprietà altamente sintonizzabili e una serie di nuove applicazioni in dispositivi indossabili e portatili.