Профессор Йоширо Таджидзу из университета Кансай (Осака, Япония) и компания Teijin Limited (Япония), разработали инновационные носимые пьезоэлектрические датчики – плетеные шнуры PLLA. Эта технология может использоваться как носимые датчики в области моды, спортивной одежды, дизайна интерьера и здравоохранения, в тех областях, где нельзя использовать обычные носимые сенсорные устройства.

Дисплеи и сенсорные панели получили за последние годы широкое распространение. Трудно представить, используя смартфоны, персональные компьютеры, цифровые часы и другие современные электронные устройства без этой формы интерфейса человека и гаджета. Однако, несмотря на распространение таких устройств с сенсорными панелями, проводится все больше исследований, направленных на создание устройств уже следующего поколения, которые можно носить как интеллектуальную одежду, так называемые «носимые датчики».

 

«Наши исследования направлены на разработку функциональной одежды, иногда называемой« электронным текстилем. Мы считаем, что носимые устройства позволят людям естественным образом взаимодействовать с внешними устройствами, не препятствуя выполнению сложных движений. Кроме того, «электронный текстиль» должен быть удобным и модным для широкого распространения. Эти идеи привели к созданию наших носимых датчиков в форме традиционного японского плетеного шнура или Kumihimo, используемого в кимоно».

 Йоширо Таджидзу

Инновационный подход Йоширо Таджидзу и Teijin Limited позволил создать первые в мире пригодные для носки пьезоэлектрические ткани, состоящие из проводящего углеродного волокна, пьезоэлектрической поликритической поли-L-молочной кислоты (PLLA), пряжи из полиэтилентерефталата (ПЭТ) и проводящего наружного экрана из углеродного волокна.  

Пьезоэлектрические плетеные шнуры PLLA создают электрические сигналы в ответ на практически любые трехмерные движения, включая изгибы и скручивания. Важно отметить, что эти ткани с коаксиальным кабелем вплетены в пьезоэлектрические плетеные шнуры с целью электромагнитной защиты, поэтому они не будут реагировать на шум окружающей среды от мобильных телефонов и других подобных электромагнитных помех.

Одним из уникальных применений технологии для носки является японское кимоно. «Мы работаем с модельерами во Франции и Италии над дизайном одежды, изготовленной из наших плетеных шнуров PLLA», – говорит Таджидзу. «Также мы изучаем возможности традиционной японской одежды, такой как женское кимоно с партнерами в Японии». 

Здравоохранение и мониторинг движения людей – это другие потенциальные применения плетеных шнуров PLLA. Например, Таджидзу и сотрудники изготовили декоративные ожерелья с узлами Kame и Kicchyo, которые были успешно использованы для контроля частоты пульса, измеряемого на сонных артериях шеи. Примечательно, что на импульсный сигнал не влияли движения головы или других частей тела.

«Субъект не чувствует дискомфорта с ожерельем, поэтому это очень полезное портативное устройство для мониторинга здоровья. В наших экспериментах мы передавали сигналы смартфонам через Wi-Fi. Мы также сделали шнурки для обуви, чтобы следить за движением. Так что это модная и очень мощная технология для широкомасштабных приложений».

 Йоширо Таджидзу

Фото:  Murata Manufacturing Co., Ltd.