ثورة في عالم الموضة.. منسوجات إلكترونية قابلة للتحلل تراقب الصحة وتقلل النفايات

حقق فريق بحثي برئاسة جامعة ساوثهامبتون، إلى جانب جامعة غرب إنجلترا في بريستول، والعديد من المؤسسات المرموقة الأخرى، خطوات كبيرة في ابتكار إلكترونيات يمكن ارتداؤها ومستدامة وقابلة للتحلل البيولوجي.

وتقدم دراستهم الأخيرة، التي تم تفصيلها في مجلة Energy and Environmental Materials، خطاً مبتكراً من المنسوجات الإلكترونية الصديقة للبيئة، التي يطلق عليها "المنسوجات الإلكترونية الذكية والقابلة للارتداء والصديقة للبيئة"، أو "SWEET"


وتدمج المنسوجات الإلكترونية المكونات الكهربائية - مثل أجهزة الاستشعار والبطاريات والأضواء - في الأقمشة التقليدية، مما يفتح الباب أمام التطبيقات في مختلف المجالات، بما في ذلك الأزياء والملابس الرياضية والمراقبة الطبية، وفق "إنترستينغ إنجينيرينغ".

 ولكن ثمة قلق بشأن نفايات المنسوجات، حيث التحدي هو تطوير المنسوجات الإلكترونية المتينة والمريحة والصديقة للبيئة بمجرد وصولها إلى نهاية دورة حياتها.
ويؤكد الأستاذ نظمول كريم، من كلية وينشستر للفنون بجامعة ساوثهامبتون، على تعقيدات إعادة تدوير المنسوجات التقليدية المدمجة مع العناصر الإلكترونية.
وتحتوي العديد من هذه الأقمشة على معادن مثل الفضة التي تقاوم التحلل البيولوجي، ويسعى فريق البحث من خلال نهجهم المستدام إلى حل هذه المشكلة، مما يسمح للأقمشة بالتحلل بشكل طبيعي عند التخلص منها.

نتائج

ويتميز تصميم SWEET بثلاث طبقات مميزة: طبقة استشعار، وطبقة واجهة لأجهزة الاستشعار، وقماش أساسي.
والطبقة الأساسية مصنوعة من Tencel، وهو نسيج قابل للتحلل البيولوجي مشتق من مصادر الخشب المتجددة، وتستخدم المكونات الإلكترونية النشطة الجرافين مع  PEDOT: PSS، وهو بوليمر موصل مطبوع بدقة على القماش.
وتعمل هذه الطريقة على تعزيز وظائف القماش وتضمن أن يظل صديقاً للبيئة.
 للتحقق من صحة مزاعمهم، أجرى الفريق اختبارات مع 5 متطوعين يرتدون قفازات مزودة بعينات من القماش متصلة بأجهزة مراقبة، وأظهرت النتائج قدرة النسيج الإلكتروني على تتبع العلامات الحيوية، بما في ذلك معدل ضربات القلب ودرجة حرارة الجسم، بما يتوافق مع معايير الصناعة.
وأكدت الدكتورة شايلا أفروج، الأستاذة المساعدة للمواد المستدامة في جامعة إكستر والمؤلفة المشاركة في الدراسة، على هذا الإنجاز، قائلة: "إن تحقيق مراقبة موثوقة لمعايير الصناعة باستخدام مواد صديقة للبيئة يمثل إنجازاً مهماً، وهذا يوضح أن الاستدامة يمكن أن تتعايش مع الوظائف، وخاصة في المجالات الحرجة مثل الرعاية الصحية، وتضمنت الاختبارات الإضافية دفن النسيج الإلكتروني في التربة لتقييم قابليته للتحلل البيولوجي.

دورة الحياة

ومن المثير للدهشة أنه بعد 4 أشهر فقط، فقدت المادة 48% من وزنها و98% من قوتها، مما يشير إلى عملية تحلل سريعة وفعالة.
 وأظهر تقييم دورة الحياة أن أقطاب الغرافين المستخدمة في الدراسة كان لها تأثير بيئي أقل بما يصل إلى 40 مرة من المكونات الإلكترونية التقليدية.
 وتحدثت مارزيا دولال، باحثة الدكتوراه في جامعة غرب إنجلترا في بريستول، والمؤلفة الأولى للدراسة، عن الآثار المترتبة على النتائج في المستقبل، مشيرة: "يظهر تحليل دورة الحياة لدينا أن المنسوجات الإلكترونية القائمة على الغرافين، لها جزء بسيط من البصمة البيئية، مقارنة بالإلكترونيات التقليدية، مما يجعلها خياراً مسؤولاً بيئياً للصناعات التي تسعى إلى تقليل تأثيرها البيئي".
ذلك وتعد طريقة الطباعة بالحبر المستخدمة في إنشاء هذه المنسوجات الإلكترونية، خطوة إلى الأمام في التصنيع المستدام، وتسمح هذه التقنية بالترسيب الدقيق للمواد الوظيفية على الأقمشة، مما يؤدي إلى الحد الأدنى من النفايات وتقليل استهلاك المياه والطاقة، مقارنة بطباعة الشاشة التقليدية.
ويتطلع فريق البحث إلى تطوير ملابس يمكن ارتداؤها باستخدام تقنية SWEET للتطبيق في قطاع الرعاية الصحية، وخاصة للكشف المبكر والوقاية من أمراض القلب التي تؤثر على ما يقرب من 640 مليون شخص على مستوى العالم، و قد يعيد هذا العمل الرائد تعريف مستقبل التكنولوجيا القابلة للارتداء وبصمتها البيئية.

المصدر: موقع 24