Vergeet het slimme horloge. Trek het slimme shirt aan.

Onderzoekers van UBC Okanagan's School of Engineering hebben een goedkope sensor ontwikkeld die kan worden geïntegreerd in textiel en composietmaterialen. Hoewel het onderzoek nog nieuw is, de sensor kan de weg vrijmaken voor slimme kleding die menselijke bewegingen kan volgen.

De ingebouwde microscopische sensor kan lokale beweging herkennen door het uitrekken van de geweven garens die zijn behandeld met grafeen-nanoplaatjes die de activiteit van het lichaam kunnen lezen, legt Engineering Professor Mina Hoorfar uit.

"Microscopische sensoren veranderen de manier waarop we machines en mensen bewaken, " zegt Hoorfar, hoofdonderzoeker bij het Advanced Thermo-Fluidic Lab op de Okanagan-campus van UBC. "Door de krimp van technologie te combineren met verbeterde nauwkeurigheid, de toekomst is heel rooskleurig op dit gebied."

Deze 'krimptechnologie' maakt gebruik van een fenomeen dat piëzo-weerstand wordt genoemd - een elektromechanische reactie van een materiaal wanneer het onder spanning staat. Deze kleine sensoren hebben een grote belofte getoond in het detecteren van menselijke bewegingen en kunnen worden gebruikt voor hartslagbewaking of temperatuurregeling, legt Hoorfar uit.

Haar onderzoek, uitgevoerd in samenwerking met UBC Okanagan's Materials and Manufacturing Research Institute, toont het potentieel van een goedkope, gevoelige en rekbare garensensor. De sensor kan in spandex-materiaal worden geweven en vervolgens in een rekbare siliconenhuls worden gewikkeld. Deze mantel beschermt de geleidende laag tegen zware omstandigheden en maakt het mogelijk om wasbare draagbare sensoren te creëren.

Terwijl het idee van slimme kleding - stoffen die de gebruiker kunnen vertellen wanneer hij moet hydrateren, of wanneer te rusten - kan de atletiekindustrie veranderen, UBC-professor Abbas Milani zegt dat de sensor andere toepassingen heeft. Het kan vervormingen volgen in vezelversterkte composietweefsels die momenteel worden gebruikt in geavanceerde industrieën zoals de automobielindustrie, ruimtevaart en maritieme productie.

De goedkope rekbare composietsensor heeft ook een hoge gevoeligheid getoond en kan kleine vervormingen detecteren, zoals het uitrekken van het garen en vervormingen buiten het vlak op ontoegankelijke plaatsen in composietlaminaten, zegt Milan, directeur van het UBC Materials and Manufacturing Research Institute.

De tests geven aan dat verdere verbeteringen in de nauwkeurigheid kunnen worden bereikt door de materiaalmix van de sensor te verfijnen, en het verbeteren van de elektrische geleidbaarheid en gevoeligheid. Eventueel, dit kan het mogelijk maken om grote gebreken zoals 'vezelrimpels' op te vangen tijdens de fabricage van geavanceerde composietstructuren zoals die momenteel worden gebruikt in vliegtuigen of autocarrosserieën.

"Geavanceerde textielcomposietmaterialen halen het beste uit het combineren van de sterke punten van verschillende versterkingsmaterialen en patronen met verschillende harsopties, "zegt hij. "Het integreren van sensortechnologieën zoals piëzo-resistieve sensoren gemaakt van flexibele materialen die compatibel zijn met de textielversterking van de gastheer, wordt een echte game-changer in het opkomende tijdperk van slimme productie en de huidige geautomatiseerde industrietrends."