Laser-geprinte waterdichte e-textiel: Pionier in slimme stof energieoplossingen

De slimme stoffen-industrie heeft toepassingen in draagbare apparaten voor de consument, gezondheidszorg en defensesectoren — van het monitoren van vitale tekenen van patiënten, tot het tracken van locatie en gezondheidsstatus van soldaten in het veld, en het monitoren van piloten of chauffeurs op vermoeidheid. Slimme textiel met ingebouwde sensing, draadloze communicatie of gezondheidsmonitoringtechnologie, vereisen echter robuuste en betrouwbare energieoplossingen.

Huidige methoden van slimme textiel energiestorage, zoals het innaaien van batterijen in kleding of het gebruiken van e-vezels, kunnen zwaar zijn en capaciteitsproblemen hebben. Zulke elektronische componenten kunnen ook kortsluitingen en mechanische storingen lijden wanneer ze in contact komen met zweet of vocht uit de omgeving.

Een schaalbare methode werd ontwikkeld voor het snel fabriceren van textiel die ingesloten is met energiestorage-apparaten. In slechts drie minuten kan de methode een 10 × 10-cm slimme textielpatch produceren die waterdicht, rekbaar, en gemakkelijk geïntegreerd is met energie-opwekkingstechnologieën.

De methode stelt graphene supercondensatoren — langdurige energiestorage-apparaten die gemakkelijk gecombineerd kunnen worden met zonne- of andere stroomquellen — in staat om direct op textiel gelaserd te worden. In een proof-of-concept connectten de onderzoekers de supercondensator met een zonnecel, wat een efficiënte, wasbare, en zelf-voedende slimme stof opleverde.

De graphene-gebaseerde supercondensator is volledig wasbaar en kan de energie opslaan die nodig is om een intelligente kledingstuk te voeden — en het kan in minuten op grote schaal gemaakt worden. De methode kan ook snellere roll-to-roll fabricage mogelijk maken met het gebruik van geavanceerde laserprinten gebaseerd op multifocale fabricage en machine learning technieken.