Шелк может улучшить носимые датчики

Китайские ученые из Университета Цинхуа находятся на пороге использования шелка, одного из самых желанных материалов в мире, для разработки чувствительных и гибких многоцелевых устройств, которые контролируют множество функций тела в реальном времени.

Ведущий исследователь Инджинг Чжан говорит: «В настоящий момент существует целый мир возможностей для шелковых датчиков. Шелк — идеальный материал для изготовления датчиков, которые носят на теле. Одна из возможностей, которую мы предполагаем, заключается в том, что они будут использоваться в качестве интегрированной беспроводной системы, которая позволит врачам более легко контролировать пациентов удаленно, чтобы они могли быстрее реагировать на свои медицинские потребности».

Датчики тела, которые обычно изготавливаются из полупроводников, показали большой потенциал для мониторинга состояния здоровья человека, однако у них есть ограничения. Например, датчики деформации, которые измеряют изменения в силе, не могут быть очень чувствительными и растяжимыми одновременно. Шелк, натуральный материал, прочнее стали и более гибкий, чем нейлон, мог бы преодолеть эти проблемы. Волокно, ко всему прочему, легкое и биосовместимое, но шелк не очень хорошо проводит электричество. Чжан и его коллегами попытались найти способ повысить проводимость шелка.

Эксперты решили попробовать две разные стратегии. В одном подходе они обрабатывали шелк в среде инертного газа с температурой от 1,121 до 5,432 градуса по Фаренгейту. В результате шелк стал наполнен N-легированным углеродом с  электропроводящими частицами. Используя этот метод, ученые разработали датчики деформации, датчики давления и двухрежимный датчик, способный одновременно измерять температуру и давление. В другом подходе ученые кормили шелкопрядов графеновыми и углеродными нанотрубками. Некоторые из этих наночастиц были естественно включены в шелк, производимый червями. До сих пор этот метод не производил электропроводящих волокон, но исследователи все еще экспериментируют с этой техникой и надеются, что они могут заставить его работать.