【新技術】生地に光電子ダイオードが埋め込んだら驚きの商品になる

・研究者は、衣服にできる電子機器を組み込んだ柔らかい生地を開発しています。

・この発見は、繊維に関する新しい「ムーアの法則」を生み出すことになるでしょう。

・最初の応用先は、安全性と通信に関連する製品です。

 

過去数十年にわたり、ファイバーの機能を強化するあらゆることが試みられてきましたが、実質利点があるものにかわりつつあります。通常、光ファイバーは、「プリフォーム」と呼ばれる円筒状の物体 (ファイバー モデルのスケールアップに必要) を作成し、それを加熱することによって製造されます。

 

これまでのところ、この方法は、性能が劣る、粘性状態で共に延伸できる材料に限定されていました。

 

現在、MIT と Advanced Functional Fabrics of America (AFFOA) の研究者は、機能性半導体デバイスと導電体をポリマー被覆プリフォームに組み込んでいます。具体的には、高速のオプトエレクトロニクス半導体デバイス (LED やダイオード光検出器など) をファイバーに結合させました。そのファイバーは非常に柔らかく柔軟性があり、衣装にもすることができます。

 

スマート ファブリックの開発

これらのスマートファイバーを製造する方法で重要なのは、プリフォームの発光半導体ダイオード (砂粒と同じ大きさ) と銅線 (人間の髪の毛の幅よりも細い) を追加することでした。これらのダイオードを銅線で接続するために、ファイバーを炉で加熱し、ポリマープリフォームを部分的に液体状態に変化させます。

 

ファイバー延伸プロセスでは、2種類の電気ダイオードがあります。LED発光ダイオードと光検出ダイオードです。銅線と一緒に両方とも元のサイズを保持するものの、他の周りのものは収縮しました。

 

最終的にファイバーを編み込んで衣類への応用可能かを実証するために、10 回洗濯しました。この技術は、繊維を製造するプロセスに新しいディテールを追加します。研究者は、単に液体状態で材料を形作るのではなく、銅線に沿って特定の形でデバイスを混合しました。

 

このアプローチの利点の 1 つは、製造されたファイバーが完全防水であることです。研究者は、水槽に光検出ファイバーを配置することで実現しました。タンクの外側にあるランプで、光信号を水を通してファイバーに送信しました。これらの光パルスが音楽を奏でます。

 

埋め込み LED のオンとオフの切り替え

 

水槽内の繊維が光信号を電気信号に変換、音楽になります。水の中の生地は何週間も持ちました。

 

研究者によると、この研究は繊維上の新しいムーアの法則を生み出す可能性があります。シリコンチップの機能が長年にわたって強化されてきたように、ファイバーの機能が時間の経過とともに向上する進歩のペースを表すものです。

 

この技術の応用先は？

 

今後数年間で、ファブリックは快適さと美のためだけに使用されるのではなく、付加価値サービスも提供するようになるでしょう。研究者は、この方法論に基づく最初の商用製品は早ければ2019年にも市場に出回るだろうとしています。

 

最初の応用先は、安全と通信に関連する製品です。スマートファイバーは、生物医学部門でも注目に値する技術を持っているのです。たとえば、脈拍や血中酸素を測定するリストバンドを製造したり、包帯に組み込んで創傷感染を定期的に監視したりできます。

 

研究者たちは現在、この技術を国内の産業や製造業に前例のない規模とスピードで広めようと取り組んでいます。