Vooruitgang in draagbare apparaten heeft e-textiel mogelijk gemaakt, die lichtgewicht en comfortabel textiel combineert met slimme elektronica, en trekken de aandacht als de draagbare technologie van de volgende generatie. Vooral, vezelelektronische apparaten begiftigd met elektrische eigenschappen, met behoud van de specifieke eigenschappen van textiel, zijn sleutelelementen bij de productie van e-textiel.

Opto-elektronische apparaten worden over het algemeen geconstrueerd met behulp van lagen halfgeleiders, elektroden, en isolatoren; hun prestaties worden sterk beïnvloed door de grootte en structuur van de elektroden. Elektronische componenten van glasvezel voor e-textiel moeten worden gefabriceerd op dunne, plooibare draden; aangezien deze apparaten niet breder kunnen zijn dan draden met een diameter van enkele micrometers, het is een uitdaging om de prestaties van dergelijke vezelelektronische componenten te verbeteren. Echter, een team van Koreaanse wetenschappers heeft aandacht gekregen na het ontwikkelen van een nieuwe technologie om deze beperkingen te overwinnen.

Een team van onderzoekers, geleid door Dr. Hyunjung Yi en Dr. Jung Ah Lim, bij het Post-silicon Semiconductor Institute van het Korea Institute of Science and Technology (KIST) hebben aangekondigd dat ze een techniek hebben ontwikkeld om elektronische componenten van vezels te vervaardigen, zoals transistors en fotodiodes, met gewenste elektrodestructuren door wikkelen. specifiek, de gewenste elektrode-array kan worden vervaardigd met behulp van een inkjetprinter, en een elektrodedraad bekleed met een halfgeleideroppervlak wordt bovenop deze elektroden gerold.

in 2019, Dr. Yi en haar onderzoeksteam ontwikkelden een techniek om een ​​elektrode-array op een bepaald oppervlak te bouwen door koolstof nanobuis (CNT) inkt te printen op een sjabloon gemaakt van een hydrofiele hydrogel en de CNT-inkt over te brengen naar het gewenste oppervlak ( Nano-letters 2019, 19, 3684-3691). Eenmaal afgedrukt op de hydrogel, de CNT-elektroden gedragen zich op dezelfde manier als drijven op water. Vandaar, de onderzoekers voorspelden de mogelijkheid om dergelijke elektroden intact over te brengen naar de oppervlakken van vezels door de vezels op de elektroden te rollen. In een gezamenlijke studie met Dr. Lim en haar team, de onderzoekers waren in staat om hoogwaardige elektronische vezelcomponenten te ontwikkelen zonder de halfgeleiderlaag of CNT-elektroden te beschadigen. De vezeltransistors omwikkeld met CNT-elektroden behielden stabiele prestaties van ten minste 80%, zelfs met een scherpe buigradius van 1,75 mm.

Met behulp van de semitransparante eigenschap van de CNT-elektrode, de onderzoekers zijn er ook in geslaagd om fiber-fotodiodes te ontwikkelen om licht te detecteren door de CNT-elektroden rond elektrodedraden te wikkelen die zijn gecoat met een halfgeleider die stroom produceert bij absorptie van licht. De fiber-fotodiodes kunnen een breed scala aan zichtbaar licht detecteren en hebben uitstekende gevoeligheden die vergelijkbaar zijn met die van stijve componenten. De onderzoekers maakten een handschoen van een stof die deze fotodiodes en light-emitting diodes (LED's) bevat. De LED's produceren licht, en de fotodiodes meten de intensiteit van het licht dat door de vingers wordt gereflecteerd, die verandert afhankelijk van de bloedstroom. Dus, de handschoen kan worden gebruikt om de pols van de drager te meten.

Dr. Lim verklaarde:"De door ons ontwikkelde vingerhandschoen-pulsmonitor zou een alternatief kunnen bieden voor het conventionele clip-type polsmonitoringapparaat. Het heeft de voordelen dat het beter benaderbaar is voor patiënten vanwege de comfortabele en zachte textuur en dat het in staat is om te meten de pols in realtime op elk moment en op elke plaats." Dr. Yi, de mede-onderzoeker, verklaarde dat "dit onderzoek een nieuwe benadering biedt voor de fabricage van elektroden, wat een belangrijk probleem blijft om op te lossen bij de ontwikkeling van glasvezelapparaten. We verwachten dat deze bevindingen het veld zullen bevorderen van het verbeteren van de prestaties van optische vezelcomponenten tot de ontwikkeling van elektronische vezelapparaten met complexe circuits."