Ученые научились вышивать электрические схемы на ткани

Москва, 12:06, 14 Апр 2016, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Исследователи, работающие над созданием носимой электроники, научились вышивать электрические схемы на ткани с точностью 0,1 миллиметра, позволяющие интеграцию электронных компонентов. Это позволит размещать антенны, датчики и устройства памяти прямо в одежде.

Ученые Университета Огайо разрабатывают функциональную одежду, которая собирает, хранит или передает цифровую информацию. При дальнейшем развитии эта технология может привести к рубашкам, которые служат в качестве антенны для вашего смартфона, одежды для тренировок, которая следит за вашим уровнем физической подготовки и даже головных уборов, повышающих активность мозга.

В лаборатории функционального текстиля, ткани под названием «e-текстиль» создаются на обычной настольной швейной машине, которая вышивает нитками по ткани на основе шаблона, загруженного с компьютера. Исследователи заменили хлопчатобумажную нить тонкой серебряной проволокой.

Вышитая на ткани широкополосная антенна, например, состоит из более полутора десятков взаимосвязанных геометрических фигур, которые образуют замысловатый круг диаметром 5 сантиметров.

Первоначальной целью ученых было максимальное увеличение точности вышивки. Но это создало проблему в том, что тонкие серебряные проволочки не смогли создать площадь поверхности, подобно толстым проводам. Поэтому пришлось изменять плотность и формы вышивки, что бы увеличить поверхностную проводимость и, таким образом, эффективность антенны.

Нити для вышивки имеют всего 0,1 мм в диаметре и изготовлены из семи прядей. В центре нити находится медь в оплетке из чистого серебра.

С учетом стоимости серебряной нити, одна вышитая широкополосная антенна обходится всего в 30 центов. На ее изготовление уходит 15 минут.

Несмотря на свой декоративный вид, вышитые антенны и схемы реально работают. Испытания показали, что вышитая спиральная антенна, размером примерно 15 сантиметров в поперечнике, ловит сигналы, передаваемые на частотах от 1 до 5 ГГц с практически идеальной эффективностью. Это говорит о том, что такая спираль хорошо подошла бы к широкополосному Интернету и сотовой связи.