اگر پیراهن راحت شما می­تواند کار بهتری انجام دهد، نیازی به استفاده از ساعت­های هوشمند ناراحت­ کننده یا بندهای سینه برای نظارت بر قلب شما نیست.

این ایده­ی "لباس هوشمند" است که توسط آزمایشگاه دانشگاه Rice توسعه یافته­است که از نخ نانولوله­ ای رسانای خود برای بافتن عملکرد در پوشاک معمولی استفاده کرد.

Matteo Pasquali مهندس زیست مولکول و آزمایشگاه شیمی دانشکده مهندسی Brown، در مجله­ ی انجمن شیمی آمریکا Nano Letters گزارش دادند که فیبرهای نانولوله ای را برای نظارت بر ضربان قلب و انجام نوار قلب مداوم (EKG) به لباس ورزشی می­دوزد.

به گفته­ی پژوهشگران، این الیاف به اندازه­ ی سیم­ های فلزی، رسانا هستند؛ اما قابل شستشو، راحت و دارای امکان شکستن بسیار کمتری در هنگام حرکت بدن هستند. به طور کلی، پیراهن آن­ها در جمع­ آوری داده­ ها بهتر از یک مانیتور استاندارد بند سینه با قابلیت اندازه­ گیری زنده در طول آزمایش عمل می­کرد. پیراهن نانولوله کربنی هنگامی که با مانیتورهای الکترود پزشکی تجاری مطابقت داده می­شود، EKGهای کمی بهتری می­داد.

Lauren Taylor، دانشجوی فارغ التحصیل Rice، نویسنده اصلی این پژوهش می­گوید: "پیراهن باید روی سینه محکم باشد. در مطالعات آینده، ما روی استفاده از تکه­ های متراکم­ تر از نخ­ های نانولوله کربنی تمرکز می­کنیم تا سطح ویژه­ ای بیشتری برای تماس با پوست وجود داشته باشد. "

پژوهشگران خاطرنشان کردند که الیاف نانولوله، نرم و انعطاف پذیر هستند و لباسی که آن­ها را در خود جای داده، قابل شستشو در ماشین لباسشویی است. الیاف را می­توان مانند نخ معمولی به صورت ماشینی به پارچه دوخت. الگوی دوختن به صورت زیگزاگ به پارچه اجازه می­دهد تا بدون شکستن آن­ها کش بیاید.

Taylor گفت، این الیاف نه تنها تماس الکتریکی ثابت با پوست کاربر ایجاد می­کرد، بلکه به عنوان الکترودهایی برای اتصال وسایل الکترونیکی مانند فرستنده­ های بلوتوث برای انتقال داده به تلفن هوشمند یا اتصال به مانیتور Holter که می­تواند در جیب کاربر ذخیره شود، عمل می­کرد.

آزمایشگاه Pasquali الیاف نانولوله کربنی را در سال ۲۰۱۳ معرفی کرد. از آن زمان الیاف، هر کدام حاوی ده­ها بیلیون نانولوله، برای استفاده به عنوان پل برای ترمیم قلب­ های آسیب دیده، واسطه­های الکتریکی با مغز، کاشت حلزون، آنتن ­های انعطاف­ پذیر و کاربردهای خودرو و هوافضا مورد مطالعه قرار گرفتند. توسعه­ ی آن­ها همچنین مربوط به بخشی از مرکز کربن Rice است که یک ابتکار پژوهشی چند دانشگاهی به رهبری Rice بور و در سال ۲۰۱۹ راه اندازی شد. رشته­ های اصلی نانولوله، با عرض حدود ۲۲ میکرون، بسیار نازک بودند و نمی­توان آن­ها را با چرخ خیاطی کنترل کرد. Taylor گفت که یک طناب ساز برای ایجاد یک نخ قابل دوخت، در اصل سه دسته از هفت رشته، هر کدام را به اندازه­ای معادل نخ معمولی بافته ­است. Taylor که در ابتدا سعی  می­کرد نخ را با دست ببافد و موفقیت محدودی داشت، می­گوید: "ما با شخصی کار می­کردیم که ماشین­ های کوچکی را برای ساخت طناب برای کشتی­ های مدل می­فروخت." او توانست برای ما یک دستگاه مقیاس متوسط ​​بسازد که همین کار را می­کند.

او گفت که الگوی زیگزاگ را می­توان با توجه به میزان کشش یک پیراهن یا پارچه دیگر تنظیم کرد. این تیم با دکتر مهدی رضوی و همکارانش در موسسه قلب تگزاس کار می­کنند تا نحوه حداکثر تماس با پوست را بیابند. به گفته پژوهشگران، از الیاف بافته شده در پارچه می­توان برای تعبیه آنتن یا LED نیز استفاده کرد. تغییرات جزئی در هندسه الیاف و وسایل الکترونیکی مرتبط می­تواند در نهایت به لباس اجازه دهد تا علائم حیاتی، اعمال فشار یا میزان تنفس را تحت نظر داشته باشد. Taylor خاطرنشان کرد که استفاده­های احتمالی دیگر می­تواند شامل رابط انسان و ماشین برای خودروها یا روباتیک، یا به عنوان آنتن، کنترل سلامت و حفاظت بالستیک در لباس نظامی باشد. وی گفت: "ما چند سال پیش با یک همکار نشان دادیم که الیاف نانولوله کربنی به طور وزنی بهتر از Kevlar انرژی را از بین می­برند و این بدون برخی از دستاوردهایی است که از آن زمان در استحکام کششی داشته­ ایم."

Pasquali گفت: "ما پس از دو دهه توسعه در آزمایشگاه­ های سراسر جهان، می­بینیم که این مواد کاربردهای بیشتری دارد. به دلیل ترکیب رسانایی، تماس خوب با پوست، زیست­ سازگاری و نرمی، نخ­ های نانولوله کربنی جزء طبیعی پوشیدنی­ ها هستند. "

او گفت که بازار پوشیدنی، اگرچه نسبتاً کوچک است؛ اما می­تواند نقطه ورود نسل جدیدی از مواد پایدار باشد که می­توانند از طریق هیدروکربن­ها از تقسیم مستقیم به دست آمده باشند، فرآیندی که هیدروژن پاک نیز تولید می­کند. توسعه چنین موادی مورد توجه مرکز کربن است. وی همچنین می­گوید: "ما در وضعیت مشابه سلول­ های خورشیدی چند دهه قبل بودیم. ما به رهبران کاربردی نیاز داریم که بتوانند کششی را برای افزایش تولید و افزایش کارایی ایجاد کنند. "