Ученые разработали умную ткань для мониторинга здоровья

Одежда, которая считывает показатели здоровья и сообщает вам о повышенной температуре или учащенном пульсе, — не фантазия, а приближающаяся реальность. Ученые разработали материал на основе максена, преобразующего тепло тела в энергию. Это обеспечивает непрерывную работу встроенных в ткань датчиков температуры, давления и других показателей, без использования дополнительных источников питания.

Умные материалы разрабатывали и раньше. Например, в 2019 году в Нидерландах создали майку, которая может выявлять заболевания легких по дыханию. Однако подобные разработки сталкиваются с проблемой: для работы таких материалов необходима энергия, а использование аккумуляторных батарей и необходимость частой подзарядки делают их менее удобными в использовании.

Исследователи из Университета Ватерлоо (Канада) решили эту проблему и предложили материал, который сам обеспечивает себя энергией, извлекая ее из солнечного света и тепла тела. Для этого ученые воспользовались титансодержащим максеном (Ti3C2Tx MXene) — наноматериалом, состоящим из чередующихся слоев углерода и металла. Он отличается высокой тепло- и электропроводностью, упругостью и может поглощать ультрафиолет.

В качестве основы для нового материала ученые взяли нейлоновую ткань. На нее наносили максен, который формировал проводящую сеть. Такой материал оказался эластичным и сохранял свои термоэлектрические свойства даже после 1000 циклов растяжения. Авторы научной работы утверждают, что получили более стабильный, долговечный и экономичный материал, чем другие ткани.

Чтобы протестировать умную ткань в действии, исследователи сделали из нее медицинскую маску для лица. Датчики в этой маске измеряли температуру выдыхаемого воздуха, отслеживали частоту дыхания, а также обнаруживали химические соединения, позволяющие выявлять вирусы, рак легких и другие состояния.

Результаты своей работы ученые представили в журнале Journal of Materials Science & Technology. Сейчас они планируют продолжить исследования, чтобы улучшить характеристики умной ткани и расширить ее функции. В частности, рассматривают возможность передачи данных с ткани на смартфон или напрямую лечащему врачу. Это позволит проводить неинвазивный скрининг на различные заболевания.