|
پارچههاي فعال شده با جريان برق (الكتروفعال) و پوشاكهاي واسطه بين
انسان و ماشين
كليات
پارچهها و الياف فعال شده با جريان الكتريسيته (الكتروفعال) با كاربريهاي
فراوان خود ارزش افزودهاي را به صنعت نساجي (در مقياس تجاري)، از طريق
ايجاد زندگي سالم و امن و راحت، اختصاص دادهاند. همچنين اين نوع پارچهها
و الياف با توجه به ارائه پيشرفتهاي فني، فهم بهتري را در خصوص استفاده
آسان از رابطهاي ميان انسان و دستگاههاي فني بوجود آوردهاند. براي
نيل به اين هدف تركيبي از فناوريهاي پيشرفته توليدي در مقياس ميكرو،
علم مواد و مهندسي نساجي و الكترونيك در توليد و ساخت پوشاك هوشمند از
طريق استفاده از دانش و آگاهيهايي پيشرفته در ارائه نوآوري در حوزه
نساجي با جامعيت بخشيدن و استفاده از حواس، توان و فانكشنهاي
الكترونيكي و برقي، بكار گرفته ميشود.
توليد اغلب پارچههاي چند منظوره الكتروفعال ، به عنوان عامل بسيار
مهمي در تكميل، توسعه، پيشرفت و رقابت در موارد زير مد نظر ميباشد:
· كنترل سلامتي: شناسايي درمان بيماريها
· توانبخشي: بازيافتن توانائيهاي از دست رفته
· كمك به سلامتي: كمك به معلولان براي داشتن زندگي با كيفيت بالاتر
· پزشكي ورزشي: افزايش قابليت براي جلوگيري از خطرهاي احتمالي و پيشرفت
تكنيكهاي آموزشي
· پزشكي و انجام اعمال جراحي از راه دور: حمايت پزشكان و متخصصان
پارچههاي چند منظوره فعال شده، ميتوانند در بازار تكنولوژي نوظهوري
همچون موارد زير بكار گرفته شوند:
· سيستمهاي ارتباطي بيسيم قابل پوشش
· متمركز سازي و رديابي اشخاص
· ارگونومي: راحتي و امنيت
· هويت اصلي: شبيهسازي سرگرميها و آموزشهاي حرفهاي
تلاشهاي اندكي تا به حال در مورد طراحي و ساخت ابزارهاي كاربردي
پوشيدني انجام گرفته است. اغلب اين كارها محدود به تجمع تركيبات منحصرا
الكترونيكي همچون ميكروكنترولرها، ديودهاي (LEDS) نصب شده در سطح،
ترانزيستورهاي پيزوالكتريك و ... ميشود كه اين تركيبات باعث ميشوند
كه پوشاك عادي تبديل به صفحهاي متشكل از ابزار الكترونيكي شود. در
پارچههاي حاوي رشتههاي هادي جريان برق، اين تركيبات براي رساندن قدرت
نيرو به ابزار استفاده ميشوند. مثال مناسب در اين مورد تسهيل ارتباط
ميان اين وسايل و ابزار از طريق اين تركيبات ميباشد. اخيرا اغلب
تلاشها بر روي ساخت تراشهها از طريق فرآيند توليد محصولات نساجي
متمركز شده است...
مطالعات انجام شده ديگر مربوط به پيشرفتهاي انجام شده در زمينه ايجاد
توان الكتريكي يكنواخت و برقراري ارتباط از طريق توليد پارچههاي حاوي
رشتههاي هادي جريان برق ميباشد.
پارچههاي هوشمند
مطالعات
و استراتژيهاي متفاوتي بر پايه موادي حاوي مقاومت پيزو
(piezoresistive) تحت مطالعه و تكامل
ميباشد. بر پايه اين مطالعات سنسورها را ميتوان در پارچههاي كشسان
نصب نمود....
آمادهسازي مواد و پارچه (پوشاك)
روشهاي توليد متفاوتي براي عرضه خواص مقاومتي پيزو به پوشاك وجود داشته
است. اولين روش شامل توليد پارچههاي معمولي پوشش داده شده با لايه
نازكي از پليپيرول ميباشد ...
توصيف سنسورها (حسگرها)
سنسورهاي
CLR و ppy از طريق خصوصيات
الكترومكانيكي ديناميكي و شبه استاتيكي (پيزو مقاومت) شناخته ميشوند.
بر اين اساس، خواص حرارتي و فرسايشي پارچههاي هوشمند در مرحله مقدماتي
مورد سنجش و ارزيابي قرار گرفت...
نتايج و تجزيه و تحليل آنها
پارچههاي لاكرا/ پنبه پوشش داده شده با پلي پيرول(ppy)...
در
بررسيهاي انجام شده در مورد خصوصيات شبه استاتيك پارچههاي پوشش داده
شده با پليپيرول فاكتور متوسط مقداري با نام
GF تعريف ميشود...
تحريك پارچهها
محركهاي پليمري فعال شده با جريان برق براي استفاده در پارچهها تحت
مطالعه و پيشرفت هستند. با اين عمل ميتوان پوشاك را موتوريزه نمود. سه
نوع مواد فعال شده (الاستومرهاي دي الكتريك، پليمرهاي رسانا،
نانولولههاي كربني) در آزمايشگاه ما تحت آزمايش و بررسي هستند...
پوشاكهاي محرك الاستومر دي الكتريك
براي ساخت ابزارهاي محرك با استفاده از اين الياف نياز به برطرف كردن
مشكلات متعددي است از جمله اين مشكلات شناسايي روشهاي مؤثري براي انجام
عمليات و پيكربندي مناسب پوشاك و انتخاب مواد با كارايي بالا و اجراي
فرآيند عادي ساخت ابزار ميباشد...
محركهاي ليف- پليمري هادي (رسانا)
الياف پليمري رسانا (پلي آنيلين) تا بحال توليد و به عنوان محركها
مورد آزمايش قرار گرفتند. آنها ازدياد طول بزرگي (در حدود 1% و بيشتر)
، تنش زياد (بالاتر از مگاپاسكال) و اختلاف پتانسيل الكتريكي با تحريك
پايين (چند ولت) را در بر داشتند...
محركهاي ساخته شده از نانولولههاي كربني ليفي
نانو لولههاي كربني ليفي توليد شده در ابتدا به عنوان محركهاي شناسايي
شدند. نانولولههاي كربني (كه اخيرا به عنوان مواد فعال شده مناسب براي
كاربردهاي تحريكپذيري استفاده ميشوند...
پارچههاي هوشمند براي كنترل سلامتي
نظريه جديد كنترل سلامتي، كنترل مداوم علائم حياتي و ضروري بدن براي
كمك به بيماران به منظور رفع بيماري، به صورت گستردهاي مورد توجه قرار
گرفته است. سيستمهاي حسگر - پوشيدني بدون هيچگونه عارضهاي به مصرف
كننده اين اجازه را ميدهد كه به راحتي فعاليتهاي روزانه خويش را بدون
هيچگونه زحمت و يا كسب آموزش در مورد چگونگي استفاده اين سيستمها
انجام دهد. لباسهاي هوشمند پيشرفتهاي كه قادر به ثبت علائم حياتي
هستند...
پارچههاي هوشمند براي ثبت حركت
ابزار قابل پوشش كه قادر به ثبت نقشه حركات جسماني بدن بدون هيچگونه
ناراحتي براي بدن ميباشد، از طريق عدم انطباقهاي مكانيكي بدن و كاربرد
سنسور مربوطه علائم را تشخيص ميدهد. حوزه كاربرد اين پوشاكها بسيار
وسيع و گسترده ميباشد...
ثبت حركات بدن
تعداد كمي از اين تجهيزات كه تاكنون ساخته شدهاند، قابليت قابل توجهي
در ثبت و كنترل حركات اعضاي بدن، توسط خواندن زوايايي مشترك ميان
استخوانها، را از خود نشان دادهاند...
كاربردهاي چند رسانهاي
كاربرد پارچههاي حاوي سنسور براي ثبت حركات بدن توسط قابليت پخش ، صدا
و تصوير از طريق حركات بدن توضيح داده ميشود. نوارهاي پارچهاي حاوي
سنسور در مفاصل آرنج ، مچ و شانه قرار ميگيرند و پديدههاي چند
رسانهاي به هر سنسوري ارتباط داده ميشوند...
منسوجات هوشمند به عنوان واسطه زيبايي
هدفهاي نهايي تحقيقات ما گسترش گروه پوشاكهاي واسطهاي دو جانبه (حسگر
و پاسخدهنده) براي استفاده در اعمال جراحي و توانبخشي است (شكل 16-4)...
براي رسيدن به اين هدف نهايي روشها و تكنيكهاي مقداري در زمينه حسي،
تحريكپذيري و كنترل بايد توسعه يابد.
نتيجهگيري
در
حال حاضر، توسعه تكنولوژي هوشمندسازي ميتواند در عرض چند سال به
سناريوئي جديد براي توليد و استفاده راحت از پوشاكهاي هوشمند تبديل
شود. تلاشهاي بيشتري بايد بر روي پوشاكهاي واسطه از نظر كوچك كردن
ابعاد حسگر، بالا بردن بازده كار آنها و بالا بردن اطمينان از آنها
انجام شود...
|
