في خطوة جديدة نحو تطوير الأقمشة الذكية، نجح باحثون من جامعة ولاية واشنطن في ابتكار طريقة طباعة ثلاثية الأبعاد للأقمشة الذكية التي تحافظ على أدائها حتى بعد الغسيل المتكرر واختبارات الاحتكاك. يمثل هذا البحث، الذي نُشر في مجلة ACS Omega، إنجازاً كبيراً في مجال راحة ومتانه الأقمشة الذكية، بالإضافة إلى كونه صديقاً للبيئة.
التحديات السابقة في تطوير الأقمشة الذكية
فيما مضى، تركزت الأبحاث في مجال الأقمشة الذكية على دمج الوظائف التقنية في الأقمشة دون الانتباه إلى كيفية شعور المستخدمين بها، ومدى ملاءمتها وتحملها للاستخدام والصيانة اليومية، مثل الغسيل. ووفقًا للدكتورة هانغ ليو، الأستاذة المساعدة في قسم الملابس والتصميم والنسيج، فإن المواد أو التكنولوجيا المستخدمة غالبًا ما تنتج أقمشة صلبة أو غير مرنة.
تقول ليو: “إذا كنت ترتدي قميصًا مصنوعًا من مواد مطبوعة ثلاثية الأبعاد لأغراض الاستشعار، فأنت تريد أن يكون هذا القميص مناسبًا لجسمك ومرنًا وناعمًا. إذا كان صلبًا، فلن يكون مريحًا وسيؤثر على أداء الاستشعار.”
التقنيات الجديدة في الطباعة ثلاثية الأبعاد
استخدم فريق ليو تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد بالكتابة المباشرة للحبر لطباعة محاليل من مادة البولي بيوتيلين السكسينات، وهي نوع من البوليستر القابل للتحلل الحيوي والمتوافق مع الألياف الطبيعية، مع أنابيب نانوية كربونية على نوعين من الأقمشة. وقد أظهرت الأقمشة المطبوعة قدرة كهربائية ممتازة، وقوة ميكانيكية، وثباتًا تحت الإجهادات المتكررة.
تم اختبار الأقمشة المطبوعة من حيث قوة الشد، والقدرة على التوصيل الكهربائي، والقدرة على العمل كمستشعرات للحركة، ووجد أن الأقمشة استمرت في الأداء الجيد بعد 20 دورة غسيل وتجفيف، ولم تخدش أو تتشقق بعد 200 دورة من اختبارات الاحتكاك أو 500 دورة من اختبارات الشد.
الفوائد البيئية والمستقبل الواعد للأقمشة الذكية
استخدم الباحثون أيضًا مذيبًا قابل للتحلل وغير سام، وهو “سايرين”، والذي يعتبر أكثر صديقة للبيئة من المذيبات السامة المستخدمة بشكل شائع. تمثل الأقمشة الذكية اتجاهًا ناشئًا يوفر وعودًا للملابس التي يمكنها أداء بعض المهام التي تقوم بها الساعات الذكية وغيرها من الأجهزة المماثلة.
يمكن أن يكون لهذه التكنولوجيا تطبيقات في مجال الرعاية الصحية، ولأفراد الطوارئ، وفي العسكرية وللرياضيين. ويرى الباحثون أن تطوير ملابس ذكية وظيفية سيتطلب أيضًا تقنيات لتوفير الطاقة ونقل البيانات.
الخاتمة
يعد هذا البحث خطوة هامة نحو تطوير الأقمشة الذكية التي تجمع بين الراحة والوظائف التقنية. إن استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد يفتح آفاقًا جديدة في مجال صناعة الملابس الذكية، مع إمكانيات واسعة للتطبيقات في مجالات متعددة. ومع استمرار البحث والتطوير، يمكن أن تصبح الأقمشة الذكية جزءًا لا يتجزأ من حياتنا اليومية في المستقبل.
