تولید فیبر نیمه‌رسانایی که لباس‌ها را هوشمند می‌کند

دانشمندان الیاف نیمه رسانایی ساخته اند که به نازکی موی انسان است و انعطاف پذیری فوق العاده بالایی دارد.

به گفته دیجیاتو، دانشمندان موفق به توسعه یک فیبر نیمه هادی بسیار نازک شده اند که می تواند در پارچه ها گنجانده شود و لباس ها را به لوازم الکترونیکی هوشمند پوشیدنی تبدیل کند.

محققان دانشگاه NTU سنگاپور نیمه هادی ساخته اند که می تواند فشار و ناپایداری را تحمل کند. آنها از طریق مدل ها و شبیه سازی های مختلف دریافتند که راه غلبه بر این مشکلات، انتخاب دقیق مواد و گذراندن یک سری مراحل در تولید الیاف است.

دانشمندان طرحی مکانیکی ایجاد کرده‌اند و با موفقیت الیافی به نازکی یک موی انسان را تولید کرده‌اند که طول آن به 100 متر می‌رسد. علاوه بر این، این الیاف را می توان با استفاده از روش های موجود در پارچه ها گنجاند.

الیاف نیمه هادی برای استفاده در محصولات الکترونیکی پوشیدنی

محققان برای نشان دادن فناوری جدید خود نمونه اولیه ای به شکل کلاه ایمنی ساختند که می تواند به افراد کم بینا در عبور از خیابان کمک کند. این فناوری قادر است از طریق تلفن همراه به کاربر هشدار دهد. آنها همچنین پیراهنی تولید کرده اند که می تواند اطلاعات را از طریق یک دستگاه صوتی دریافت و انتقال دهد.

این تیم معتقد است که نوآوری آنها یک دستاورد اساسی در زمینه توسعه الیاف نیمه هادی با دوام و بادوام است. این فیبرها می توانند مقرون به صرفه و مقیاس پذیر باشند در حالی که عملکرد الکتریکی و الکترونیکی عالی را از خود نشان می دهند.

برای ساخت این فیبر نیمه هادی، محققان NTU از جفت مواد نیمه هادی و الیاف مصنوعی استفاده کردند، یعنی یک هسته نیمه هادی سیلیکونی با یک لوله شیشه ای سیلیکونی و یک هسته ژرمانیومی با یک لوله شیشه ای آلومینوسیلیکات. مواد نیمه هادی (هسته) را وارد یک لوله شیشه ای می کنند و آن را حرارت می دهند تا لوله و هسته نرم شوند و به یک رشته نازک پیوسته تبدیل شوند. هنگامی که فیلامنت سرد می شود، شیشه از آن جدا می شود و با یک لوله پلیمری و سیم های فلزی ترکیب می شود. سپس این مواد یک بار دیگر حرارت داده می شوند تا نخی به نازکی مو و انعطاف پذیر تولید شود.

عملکرد این فیبر نیمه هادی در تست ها بسیار خوب است و در تست های واکنش پذیری موفق به تشخیص کل محدوده نور مرئی از ماوراء بنفش تا مادون قرمز می شود. این فیبرها همچنین می توانند سیگنال هایی با حداکثر پهنای باند 350 کیلوهرتز ارسال کنند. دانشمندان می گویند الیاف آنها 30 برابر قوی تر از الیاف معمولی است.

لازم به ذکر است که نتایج این مطالعه در مجله Nature منتشر شده است.