“通常，導(dǎo)電納米涂層適用于無機材料，如硅。如果我們能夠找到一種方法，將它們應(yīng)用與紡織品(便宜的、有柔韌性的材料，表面質(zhì)地變形)，這將意味著一個成本效益方法，它是一個改善目前和未來電子設(shè)備的框架。“論文的主要作者Jesse Jur說，他是紡織工程、化學(xué)和科學(xué)助理博士。
所謂的原子層沉積無機材料涂料技術(shù)，一般用于太陽能電池、傳感器和微電子技術(shù)，研究人員設(shè)想將這種技術(shù)應(yīng)用于紡織品表面，如梭織棉布和無紡布聚丙烯表面，同樣的材料用于重復(fù)使用的雜貨店袋子。“想象一下，涂層紡織面料，每一根纖維都有著相同的納米厚涂層，比人的頭發(fā)還細(xì)幾千倍，這是原子層沉積技術(shù)能做到的，”Jur說。這項研究得到北卡羅來納州化學(xué)與生物分子工程Akcoa教授Gregory Parson的合作，在他的實驗室里進行，結(jié)果表明，普通紡織材料了用來做復(fù)雜的電子設(shè)備。
作為他們研究的一部分，研究人員創(chuàng)建了一個程序，量化紡織材料導(dǎo)電涂料的導(dǎo)電性。目前測量傳導(dǎo)性的標(biāo)準(zhǔn)使用的是一個四點探針，在兩個探頭之間放一個電流表，在另外兩個探頭之間放一個電壓表。但是，這些探頭太小，不能最精確地測出紡織材料的讀數(shù)。在論文中，研究人員說，它們使用了新技術(shù)，利用較大的探頭，可以精確地測量納米涂層的導(dǎo)電性。這種新系統(tǒng)讓研究人員更好地了解，如何讓紡織品上的涂層轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)電設(shè)備。
“我們不期待用棉花做復(fù)雜的晶體管，但簡單的電子裝置，可以通過利用紡織材料的輕便柔韌性而受益，“Jur解釋說。“像這樣的研究具備潛在的健康和檢測應(yīng)用程序，因為我們在一開始可能在實際材料上嵌入布傳感器，可以跟蹤心率、體溫、運動以及更多的實時跟蹤。要做到這一點，你必須在整個面料上面貼上電線束，這樣使得面料體積大而且穿著不舒服。
在電子世界，理想始終是更小和更輕。如果我們可以改進如何應(yīng)用和測量紡織品上的導(dǎo)電涂層方法，我們可能移動涂層設(shè)備的針，涂層設(shè)備具備必不可少的導(dǎo)電性能，還具備天然紡織原料為人類提供的所有好處。
這份論文發(fā)表在六月號新型功能材料版。這項研究經(jīng)費來自美國能源部和非織造布合作研究中心。