Szövet érzékelők új generációja előtt a kiindulás az volt, hogy a mai intelligens eszközök – okostelefonok, fülhallgatók, okosórák – merev érzékelő felületeit közelebb vigyék az emberhez, és hordozható, vagy hordható rugalmas felhasználói-felületek legyenek.

Könnyebbé, vékonyabbá, rugalmasabbá és láthatatlanabbá kellett válni.

Korábban írtunk már  a hímzéssel a szövetbe ágyazott érzékelős textilekről, az Elektromos érzékelés textilekben című cikkben, most egy másik fejlesztési irányt mutatunk be.

Az érzékelők fejlődése

Kétpólusú érzékelők

A tapintás digitalizálásakor - az első időkben - pillanatkapcsolók mondták meg, hogy az érintés létrejött, vagy hogy az adott ponton hozzáérünk-e valamihez vagy sem. Ezek a kapcsolók kétállásúak, tehát vagy érzékelnek vagy nem, vagy van jel, vagy nincs. Az előnyét már tudjuk, mert a kapcsolat létrejöttét vagy ennek a hiányát jól bizonyítja. Adódott egy feladat, amihez ki kellett szélesíteni az érzéklést az egy tojás felemelése. A legtöbb esetben a tojás összetört.

Az érzékelés kiterjesztése

Pont helyett egy felület - Ne csak egy ponton érzékelje, hogy az érintkezés létre jött-e, ezzel pontosabban lehet meghatározni, hogy hol és miként érünk hozzá.
Egy érzékelő helyett kis helyen több érzékelő - finomabban érzékeljük a kapcsolat létrejöttét, tehát egy nyomásérzékelés is kialakulhat
Tetszőleges alakú felület -  ne csak sík felületen, hanem ívesen vagy tetszőleges formájún is működjön.

A szövetérzékelők mint  az új lépcsőfok

A jelenlegi szövetalapú érzékelés hasonló testreszabható felületet biztosít, mint az érintő képernyő, így gombok helyett érzékeny  interakciós felületeken érzékelik a beviteli jelet - egy szöveten. Ez az érintéses interakciós felület lehetővé teszi az ismert gesztusokat, mint például a koppintást, csúsztatást, csípést, nagyítást, hosszú vagy erős megnyomást megkülönböztessék egymástól, és képes is ezeket feldolgozni. A fejlesztési irányok innen széles körben kinyílhatnak, pl. egy robotujj, vagy okos asztalterítő, ami megmondja, hogy kiürült-e a pohár az asztalon.

Az érzékelők fejlődésének forradalma olyan gyors ütemben nőtt, hogy könnyű elfelejteni, hogy mindennap használjuk őket interakcióink észlelésére és mindennapi viselkedésünk érzékelésére. Amikor felemeljük a csuklónkat, hogy ránézzünk az okosóránkra, és a képernyő bekapcsol – már olyan természetesnek tűnik.

Az emberi test egyik legkiterjedtebb interfésze a bőr és a tapintásos érzékelés. Ezt modellezi a szövetérzékelés, ami egyedülállóan alkalmas nagy sűrűségű, dinamikusan mozgó érzékelők kezelésére és a jelek fogadására, például egy kesztyűként az emberi ujj összetett formájából. A vizualizációs és vezérlőalkalmazás lehetővé teszi hogy láthassuk az értékeket a maguk teljességében.

Szövetérzékelés előnyei:

Érzékeli a nyomást

1mm-es vastagságban, érzékelőkkel sűrűn behálózva, nagyfelbontásúvá teszi az érzékelést és a nyomás kis változását is nyomon követhetjük, és szabályozhatjuk a mértékét.

Tartós, sokoldalú

A tartósság és a nagy erőhatások elviselése az ipari felhasználók számára is elérhetővé teszi.

Finom érintés

Kényes vagy törékeny, esetleg bonyolult  formájú termékekhez, amelyek könnyű érintést és finom megfogást igényelnek.

Rugalmas, ügyes

A rugalmas érzékelés lehetővé teszi a nagyobb elterjedésű alkalmazását az organikus formákhoz, és a nagy kézügyességet igénylő megoldásokhoz.

Az egyik legnehezebb de egyszerű és látványos feladat is megoldható válik így mint amilyen a tojás felemelése.

Már csak azt kell meglássuk, hogyan szűrődik be ez a technikai újdonság a bútorszövetek és a műbőrök világába.

forrás: BeBop Sensors az Egyesült Államok vezetője az intelligens szövetérzékelő-technológiáiban.

Környezetbarát lángálló megoldás (FR azaz Fire resistant)

Hogyan lesz környezetbarát ami eddig nem volt az?

A legtöbb kárpitszövet lángállósága úgy készül, hogy a szövet egy kezelésen vesz részt. A kezeléskor vegyszerekkel, adalékokkal vonják be az anyagot, és így érik el a kellő tűzálló hatást. Ezek a halogén tartalmú szerek a különösen károsítják a környzetet, ugyanis a környezetben tartósan megmaradó szerves anyagok kategóriájába tartoznak. Az új szabályozás szerint a forgalomba kerülő szövetek nem tartalmazhatnak perzisztens szerves szennyező anyagokat, például a halogénezett égésgátlókat, mert ezek nem távoznak el, illetve tartósan megmaradnak a környezetben.

Milyen elvárásoknak kell megfelelni a lángálló textilnek?

Kényelem, biztonság, és fenntarthatóság azaz:

• megfeleljen a tűzvédelmi szabványak
• tapintása puha maradjon
• tartósan megmaradjon a lángállósága - tisztítási ciklusok után is
• ne rontsa a textil egyéb tulajdonságait
• emberbarát maradjon  - ne legyen mérgező
• légáteresztő
• környezetileg fenntartható legyen

Lángálló textilek elérhetősége>>

Környezetbarát lángálló megoldás - lényege

A lángálóság elérésére a textilek vegyszeres kezelése helyett új gyártási megoldást készítettek: módosítják az alapanyag szál összetételét. A gyártás módosított poliészter szálakon alapul, melyet  magas foszfortartalommal (22 000 ppm, ami ~3,5 szerese a korábbinak) készítenek, és rendkívül magas gyulladásállóságot mutat mind a felületi, mind a széli gyújtásnál.

Szabványos megoldás?

Igen, szabványos, sőt nemcsak az EU-s hanem a szigorúbb brit szabványnak is megfelel, ugyanakkor számos mosási ciklus után is tartós FR teljesítményt nyújt.

A konkrét gyártás

A szövetek gyapjúval, pamuttal vagy viszkózzal keverednek, és az organikus szálak természetes érzetét és légáteresztő képességét megtartják,  biztosítják a kényelmes  ülést és a poliészter megadja az anyag kellő szilárdságát. A kényelem, a biztonság és a fenntarthatóság révén ezek a szövetek olyan új teljesítményszintet állítanak fel, amelyre korábban nem volt lehetőség

Az égéskésleltetett szálak  fejlődési lehetősége

A cikk egy hosszú figyelmeztetéssel zárul mely szerint a fejlesztő mindent megtesz hogy az innovációja minden körülményt figyelembe vegyen, de lehetnek olyanok, melyeket kihagyott és befolyásolják a termék jövőjét, ezért nem vállal felelőséget arra, hogy az itt tárgyalt előnyök és lehetőségek az elvártak szerint a tartós jövő részei maradjanak.

Lágnállóság jelei:

forrás: FRX Innovation

Elektromos érzékelés textilekben, azaz ézékelők beágyazása a szövetbe hímzéssel, ahogy az Imperial College London kutatói bemutatják.

Miért jó, ha érzékel egy textil?

A ruházatba integrált érzékelők figyelik az egészségünket, az edzésünket, a jóllétünket, a mozgásunkat. Már kipróbálhattuk, milyen az amikor hordozható érzékelő adatait elemezhetjuk. Ilyen az okosóránk. Az alvásunk, a pulzusunk, a megtett kilométerek elérhetőek lettek egy óra és egy telefonos alkalmazás segítségével.

Ha ezek az érzékelők a ruházatba zökkenőmentesen megjelennek, akkor egy könnyedén viselhető, és hordható monitorozó állomást hordunk és gondozunk, aminek segítségével ellenőrizhetjük egészségi adatainkat, betegségeket diagnosztizálhatunk már a korai szakaszban, stressz faktort mérhetünk. A kialkításuknál figyelni kellett arra, hogy az anyag légáteresztő képessége ne változzon, a rugalmassága ne szenvedjen csorbát,  a tisztítás során ne repedezzen, az idő múlásával  kémiai lebomlási folyamatok ne induljanak el.

Elektromos érzékelés textilekben - a póló és a maszk

A kutatócsoport az érzékelőket egy arcmaszkba hímezte a légzés figyelésére, egy pólót a szívműködés figyelésére, és textileket a gázok, például az ammónia monitorozására, amely a légzés egyik összetevője, amely a máj és a vese működésének nyomon követésére használható.

Hogyan működik a textil érzékelő?

Az eddigi megoldások ezüst szállal kevert textilszállak szövésével operáltak. A fémes anyagok a viseléskor, a használatkor, a mosáskor megváltoztatták a tulajdonságukat, és eltérést mutattak a kiinduálsi állapottól, és kényelmetlen szúró érzés volt a viselésük.

Az új megoldás pamutszálakat használ. Egy olyan pamut alapú vezetőszálat fejlesztettek ki, amit iparilag lehet gyártani, és az előállítási költsége nem szökik az egekbe, sőt elég alacsony.  Ezt a szálat hímzéssel beszövik a textilbe, és azon a részen egy érzékelőt kapnak. Ezek az érzékelők aztán az adatot egy átalakítón  át a mobiltelefonra küldik, ahol kiértékelhetjük.

Számítógépes gyártás

A textilipai gyártás számítástechnikával jól megtámogatott, ezért a speciális szálakat is ilyen gyártási módra kell felkészíteni. A számítógépes hímzés egy ilyen lehetőség, így ipari mennyiségben lehet érzekelőkkel ellátott textileket  előálítani. A feladat egy olyan cérna előállítása, amelyek teljes mértékben kompatibilis a háztartási és ipari számítógépes hímzőgépekkel, és jó vezető.

Pecotex - az új pamut szál

Kémiai eljárásáok sorozatával, a szálak szintézisével, a bevonat összetételének optimalizálával  egy olyan vezetőképe fonal lett a végeredmény, ami szakitószilárdságban, és minőségben, a feszültség és nyúlás jellemzőkben megfelelő, és a belőle készült anyag mosógépeben is mosható.

A hímzéssel előállított mérési felület három területen működhet

• - Elektromos jelek érzékelése: Pólóban EKG jelek a folyamatos szívműködés monitorozására
•  - Légzés ellenőrzésre: Maszkban hímzett elektródák ami a belégzési és a kilégzési folyamatban a nedvességszintek különbözőségét méri.
• - Gázok érzékelése:  az ammónia kimutatásának fizikája, hogy a lúgos gázok csökkentik a vezetőképességet a szálban.

Az elektromos érzékelés  fejlődési lehetősége

Olyan új alkalmazási területekeken dolgoznak a kutatók, mint az energiatárolás, az energiagyűjtés és a biokémiai érzékelés, ami még egyszerűbbé és hétköznapibbá teszi  a technikát.

Nyitott az út az energiatárolós függöny, vagy a napelemként működő blackout függöny előtt. A telefon töltés megoldható lesz az ablakon beáramló napfény által, a függönybe szőtt elektormos töltőn keresztül.

forrás: ScienceDirect