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मटेरियल साइंटिस्ट इंजीनियर फैब्रिक-लाइक बैटरिज फॉर वियरबल्स


पहनने योग्य प्रौद्योगिकी एक बड़े पैमाने पर उद्योग बनने के कगार पर हो सकती है। हालांकि, निर्माता कपड़ों के कपड़े के रूप में ऊर्जा भंडारण प्रणालियों को लगातार और हल्के रूप में विकसित करने के लिए लगातार एक रोड़ा मारते हैं। सामग्री इंजीनियरों से एक नई रचना किसी भी परिधान के लिए उत्पादन बुनाई में मदद कर सकती है।

यूनिवर्सिटी ऑफ मैसाचुसेट्स एमहर्स्ट के केमिस्ट्स ने क्रांतिकारी चार्जिंग सिस्टम विकसित किया। टीम का नेतृत्व सामग्री रसायनज्ञ त्रिशा एंड्रयू ने किया।

जैसा कि एंड्रयू ने समझाया, "बैटरी या अन्य प्रकार के चार्ज स्टोरेज अभी भी अधिकांश पोर्टेबल, पहनने योग्य, निगलना या लचीली प्रौद्योगिकियों के लिए सीमित घटक हैं। यह उपकरण बहुत बड़े, बहुत भारी और लचीले नहीं हैं।

सुपरकैपेसिटर बैटरी की तुलना में अधिक फायदेमंद है

एंड्रयू और टीम ने ऊर्जा के लिए एक माइक्रो-सुपरकैपेसिटर का इस्तेमाल किया, जो वाष्प-लेपित प्रवाहकीय थ्रेड्स के माध्यम से फैला हुआ था। उन्होंने कपड़े के बैकिंग पर इलेक्ट्रोड की एक लचीली जाली बनाने के लिए एक अनूठी सिलाई तकनीक का भी इस्तेमाल किया। नतीजतन, डिवाइस के आकार के लिए अपेक्षा से अधिक चार्ज है। शोधकर्ताओं ने पाया कि यह आसानी से पहनने योग्य बायोसेंसर को शक्ति प्रदान कर सकता है।

"इस पेपर के साथ, हम दिखाते हैं कि हम वाष्प-लेपित थ्रेड्स का उपयोग करके किसी भी परिधान पर सचमुच एक चार्ज-स्टोरिंग पैटर्न लगा सकते हैं जो हमारी प्रयोगशाला बनाती है। यह स्वयं-चालित स्मार्ट कपड़ों पर बस सिलाई सर्किट के लिए दरवाजा खोलता है।"

एंड्रयू ने पोस्टडॉक शोधकर्ता लुशुई झांग के साथ सहयोग किया, जिन्होंने पेपर के पहले लेखक के रूप में भी काम किया। इस जोड़ी ने केमिकल इंजीनियरिंग ग्रेड के छात्र वेस्ले वायोला के साथ भी काम किया।

टीम ने प्रारंभिक अध्ययन में पाया कि सुपरकैपेसिटर पहनने योग्य चार्जिंग सर्किट के लिए सबसे आदर्श उम्मीदवार हैं। उन्होंने कहा कि यह मानक बैटरी की तुलना में सुपरकैपेसिटर में निहित उच्च शक्ति घनत्व के कारण था।

हालांकि, UMass शोधकर्ताओं को मानक सुपरकैपेसिटर को अपग्रेड करने की आवश्यकता थी। उन्हें जोड़ने के लिए चुनौतियों के बावजूद, प्रदर्शन को बढ़ावा देने के लिए उन्होंने विद्युत रूप से सक्रिय सामग्रियों को जोड़ा। एंड्रयू और टीम ने दिखाया कि उनकी विशेष वाष्प कोटिंग प्रक्रिया झरझरा बहुलक फिल्मों और मोटी यार्न का निर्माण करती है।

प्रति यूनिट भंडारण क्षमता को बढ़ावा देने के लिए इलेक्ट्रोलाइट आयनों को यार्न में जोड़ा जा सकता है। टीम ने कहा कि रथों या अतिरिक्त तंतुओं के उपचार की तुलना में यार्न में अधिक शक्ति लगाना अधिक प्रभावी है।

पहनने योग्य ट्रैकिंग के साथ आगे बढ़ना

एंड्रयू को वाष्प जमाव का उपयोग करने के अपने फैसले का बचाव करना पड़ा। उसने कहा कि वस्त्रों के उपचार के लिए वाष्प जमाव की उच्च लागत के बावजूद, यह अभी भी विकल्पों की तुलना में अधिक प्रभावी था। इसके अलावा, टीम ने अपने अध्ययन में बताया कि तकनीक - शुरू में महंगी होने के साथ-साथ और अधिक लागत प्रभावी हो सकती है।

और ठीक यही आगे के शोधकर्ता करना चाहते हैं। उनका पहला बड़ा सहयोग यह पता लगाना होगा कि कपड़ों में स्वास्थ्य की निगरानी कैसे करें।

एंड्रयू और टीम वर्तमान में UMass एमहर्स्ट इंस्टीट्यूट फॉर एप्लाइड लाइफ साइंसेज की निजीकृत स्वास्थ्य निगरानी में अन्य इंजीनियरों के साथ काम कर रहे हैं। केंद्र ई-टेक्सटाइल सेंसर के साथ अपने नए कशीदाकारी सरणियों को शामिल करना चाहता है। ये कपड़े भौतिक चिकित्सा के दौरान एक मरीज के चाल और संयुक्त आंदोलनों की निगरानी करने में मदद कर सकते हैं और चिकित्सा टीमों को एक अधिक सटीक रीड दे सकते हैं कि रोगी कैसे सुधार कर रहा है।

सूचना एसीएस पत्रिका में ऑनलाइन प्रकाशित हुई थीलागू सामग्री और इंटरफेस.


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