De markt voor e-textielkleding zal naar verwachting in 2027 $ 5 miljard bereiken, volgens het marktonderzoeksbureau IDTechEX. En hoewel wordt verwacht dat grafeen een van de meest prominente materialen is in draagbare e-textielen, momenteel is er geen goede manier om op grafeen gebaseerd e-textiel op industriële schaal te produceren.

Om dit probleem aan te pakken, een team van onderzoekers onder leiding van professor Kostya S. Novoselov van de Universiteit van Manchester heeft een schaalbaar proces ontwikkeld om op grafeen gebaseerd draagbaar e-textiel op industriële schaal te produceren. Zoals ze schrijven in hun paper gepubliceerd in een recent nummer van ACS Nano , met de methode kan grafeen e-textiel worden vervaardigd met commerciële productiesnelheden van 150 meter per minuut.

"Om op grafeen gebaseerd draagbaar e-textiel in schaalbare hoeveelheden met zeer hoge snelheid te kunnen produceren, is een belangrijke doorbraak voor de snelgroeiende markt voor wearables, " vertelde eerste auteur Nazmul Karim van de Universiteit van Manchester: Phys.org . "Onze eenvoudige en kosteneffectieve manier om multifunctioneel grafeentextiel te produceren, kan gemakkelijk worden opgeschaald voor veel real-life toepassingen, zoals sportkleding, militaire uitrusting, en medische kleding."

Bij de nieuwe methode het team heeft het vorige proces van het coaten van textiel met op grafeen gebaseerde materialen omgekeerd. traditioneel, het textiel wordt eerst gecoat met grafeenoxide, en dan wordt het grafeenoxide gereduceerd tot zijn functionele vorm van gereduceerd grafeenoxide. In plaats daarvan, hier reduceerden de onderzoekers eerst het grafeenoxide in oplossing, en vervolgens het textiel bekleed met de gereduceerde vorm.

Door van coaten de laatste stap te maken, wordt het mogelijk om een ​​coatingtechniek te gebruiken die padding wordt genoemd, wat momenteel de meest gebruikte methode is voor het aanbrengen van functionele afwerkingen op textiel in de textielindustrie. Bijvoorbeeld, waterafstotende en kreukvrije kleding wordt vaak gemaakt door opvulling.

Een commerciële pad-dry-eenheid kan in slechts één minuut ongeveer 150 meter stof verwerken - een enorme sprong voorwaarts ten opzichte van laboratoriummethoden voor het coaten van textiel met grafeen, waarvoor vaak meerdere tijdrovende stappen nodig zijn. Zoals de onderzoekers in hun paper schrijven, ze zijn van mening dat het gebruik van opvulling voor de productie van op grafeen gebaseerd e-textiel een belangrijke stap zal zijn in de overgang van op R&D gebaseerde e-textiel naar echte toepassingen.

In hun studie hebben de onderzoekers toonden aan dat e-textiel gemaakt door een pad-dry-eenheid op laboratoriumschaal uitstekende elektrische en mechanische eigenschappen vertoonde. Tests toonden aan dat het gereduceerde grafeenoxide een uniforme coating vormt rond de individuele katoenvezels, wat resulteert in een goede elektrische geleidbaarheid, treksterkte, ademend, flexibiliteit, en het algehele comfort van de stof. Het gecoate weefsel blijkt ook na herhaalde wascycli elektrisch geleidend te blijven.

Op grafeen gebaseerde draagbare e-textielen hebben een verscheidenheid aan potentiële toepassingen. een mogelijkheid, waarvan de onderzoekers hebben aangetoond, is dat sensoren in de stof kunnen worden verwerkt voor het monitoren van fysieke activiteit. Een sensor gemonteerd op de pols, bijvoorbeeld, kan mechanische bewegingen vastleggen, zoals buigen/onbuigen, stretchen/ontspanning, en draaien/losdraaien. Een andere mogelijkheid is om door een kledingstuk heen flexibele verwarmingselementen te verwerken, samen met flexibele supercondensatoren om ze van stroom te voorzien.

"Ons toekomstig onderzoeksplan is om naar andere 2D-materialen te kijken en hun voordelen te benutten voor draagbare e-textieltoepassingen, "Zei Karim. "We willen deze technologieën ook commercialiseren in samenwerking met industriële partners."

© 2017 Fys.org