Tissus intelligents : l'avenir de la mode et de l'énergie

ing qui surveille votre température, suit votre activité ou vous garde au chaud tout seul sans avoir besoin d'une source d'alimentation externe.

Imaginez des vêtements qui surveillent votre température, suivent votre activité ou vous gardent au chaud tout seul sans avoir besoin d'une source d'alimentation externe.

Eh bien, tout cela et bien plus encore devient rapidement une réalité grâce à toute la recherche et le développement qui se déroulent à l'intersection de la technologie et de l'habillement.

Les progrès technologiques ont transformé nos vies en rendant nos téléphones et nos appareils électroménagers plus intelligents. Désormais, même nos vêtements deviennent intelligents, ouvrant des possibilités qui ouvrent la voie à un avenir passionnant et plus durable.

Le marché mondial des textiles intelligents est déjà évalué à 4,1 milliards de dollars et devrait atteindre 24,5 milliards de dollars d'ici 2032. Il est intéressant de noter que la récupération d'énergie représente actuellement la plus grande part de ce marché, selon Markets and Markets.

La récupération d'énergie consiste à convertir l'énergie ambiante en énergie électrique pour alimenter des appareils électroniques autonomes. Cette énergie peut être récupérée à partir de diverses sources, notamment mécaniques et thermiques. Pour créer des textiles récupérateurs d'énergie, des matériaux actifs sont généralement ajoutés à la surface du textile ou tissés ou brodés dedans.

Ces tissus intelligents peuvent potentiellement être utilisés comme alternative aux batteries, qui nécessitent une recharge ou un remplacement périodique car elles ne contiennent qu’une quantité limitée d’énergie. Dans les applications textiles portables, les batteries ont tendance à être des articles rigides et volumineux qui doivent être retirés avant le lavage et doivent donc être améliorés.

Bien qu'il en soit encore à un stade relativement précoce, ce secteur connaît une croissance rapide, tirée par une combinaison de facteurs, notamment les progrès technologiques, la conception, la demande des consommateurs, la miniaturisation et les politiques gouvernementales.

Jetons maintenant un coup d'œil aux innovations passionnantes du secteur et au pouvoir littéral des vêtements que nous portons !

Tissu intelligent pour convertir la chaleur corporelle en électricité

L'un des développements les plus récents et les plus électrisants a été réalisé par des chercheurs de l'Université de Waterloo en collaboration avec un institut de premier plan en science et ingénierie textiles de l'Université de Jiangnan, qui a créé un tissu intelligent qui convertit l'énergie thermique du corps et de la lumière du soleil en énergie électrique. .

Ce tissu intelligent a la capacité de générer de l’énergie, d’observer des mesures de santé et de suivre l’activité physique. Ces capteurs permettent au tissu de détecter les changements de température et de surveiller la pression, la contrainte et la composition chimique.

Une application prometteuse de ce tissu est celle des masques intelligents qui peuvent suivre la température et la fréquence de votre respiration ainsi que détecter les produits chimiques pour aider à identifier des maladies comme le cancer du poumon et les virus. Selon Yuning Li, directeur du Printable Electronic Materials Lab à Waterloo et professeur au Département de génie chimique :

« Nous avons développé un matériau textile doté de capacités de détection multifonctionnelles et d'un potentiel d'auto-alimentation (qui) nous rapproche des applications pratiques des tissus intelligents. »

Le tissu conçu par l'équipe est flexible, à base de MXène, thermoélectrique et peut déterminer avec précision les stimuli de contrainte et la température. Pour y parvenir, l'équipe a développé une couche de polydopamine adhésive (PDA) sur la surface du tissu en nylon, ce qui a facilité la fixation du MXene grâce à la liaison hydrogène.

MXene a attiré beaucoup d'attention pour sa rare combinaison de propriétés telles que la structure en couches, la flexibilité, la grande surface, la conductivité électrique et métallique, la biocompatibilité, l'hydrophilie, l'accordabilité de la taille et la riche chimie de surface. L'étude a noté :

« Le tissu thermoélectrique à base de MXène qui en résulte présente une capacité de détection de température et une stabilité cyclique exceptionnelles tout en offrant également une excellente sensibilité, une réactivité rapide (60 ms) et une durabilité remarquable en matière de détection de contrainte (3 200 cycles). »

Le nouveau tissu est non seulement plus rentable, plus durable et plus stable que les autres tissus sur le marché, mais contrairement aux appareils portables actuels qui nécessitent une recharge fréquente, celui-ci peut fonctionner sans nécessiter une source d'alimentation externe. De cette façon, la recherche démontre l'énorme potentiel de l'intégration de polymères conducteurs et de MXène avec la technologie textile moderne pour l'avancement des tissus intelligents.

Notant les divers progrès réalisés dans le domaine technologique, y compris l'IA, qui évolue rapidement pour offrir un traitement avancé du signal pour la surveillance de la santé et la conservation des aliments et des produits pharmaceutiques, Li a fait valoir que toutes ces avancées reposent sur « une collecte de données complète, que les capteurs traditionnels – souvent encombrants, coûteux et peu maniables – sont incapables de réaliser. Cela rend les capteurs imprimés, intégrés dans des tissus intelligents, idéaux pour la collecte et la surveillance continue des données, a ajouté Li.

Walaupun fabrik inovatif ini menandakan kemajuan yang ketara dalam menjadikan aplikasi ini boleh dilaksanakan, para penyelidik kini akan menumpukan pada meningkatkan lagi keupayaan fabrik dan menggabungkannya dengan sistem elektronik. Apl telefon pintar juga boleh menjadi sebahagian daripada pembangunan masa depan ini untuk menjejak dan menghantar data daripada fabrik kepada profesional penjagaan kesihatan untuk pemantauan kesihatan bukan invasif masa nyata.

Kain Perintis Masa Depan

Kemajuan dalam pakaian pintar telah berlaku dengan pantas sejak sekian lama. Pada 2016, penyelidik dari Institut Teknologi Georgia di Atlanta mencipta fabrik kuasa kabel mikro yang boleh menuai tenaga daripada cahaya matahari dan gerakan.

Untuk ini, para saintis menganyam benang dengan sel suria berasaskan gentian nipis dan penjana nano triboelektrik. Fabrik pintar yang dihasilkan mempunyai lapisan tunggal setebal 320 μm dan boleh disepadukan ke dalam khemah, langsir dan pelbagai pakaian. Tekstil, mengikut kajian, boleh secara langsung

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