Revolutioneren Van Wearables: De Opkomende Power Suit Voor Gezondheidsmonitoring & Energieopwekking

Wist u dat de integratie van nanomaterialen, productie en kledingstoffen op het punt staat een heel nieuwe draagbare "power suit" te creëren die patiënten kan helpen monitoren of energie kan genereren – onder talloze andere mogelijkheden?

Vier Manufacturing USA Institutes in samenwerking met NIST MEP Centers spelen een cruciale rol in deze industrie en de aanverwante toeleveringsketen door te trekken op commerciële en technische ontwikkelingen die snel in dit nieuwe veld toegepast kunnen worden.

Naarmate de ontwikkeling van nanomaterialen versneld doorgaat, worden meer toepassingen geïdentificeerd die de integratie van high-tech apparaten met eeuwenoude producten omvatten. Een van deze toepassingen binnen de kledingindustrie is een nieuwe trend bekend als Power Suits.

Energie-opwekking

Energie-opwekking is het proces waarbij energie afgeleid wordt van externe bronnen (bijv. zonne-energie, thermische energie, windenergie, saliniteitgradiënten, en kinetische energie, ook bekend als omgevingsenergie), vastgelegd, en opgeslagen voor kleine, draadloze autonome apparaten, zoals die gebruikt in draagbare elektronica en draadloze sensornetwerken. Op micro- en milli-ampere niveau, blijft deze praktijk an belang winnen naarmate apparaten worden ontwikkeld met zeer lage energievereisten. Het is een interessegebied voor de kledingsector specifiek met betrekking tot het omzetten van "beweging" in energie.

De potentiële toepassingen in deze industrie kunnen levensveranderend zijn.

Detectie van een val van een oudere persoon, energie leveren voor pacemakers of andere implantaten, en GPS-apparaten in kleding integreren voor wandelaars of om gedesoriënteerde Alzheimer-patiënten te lokaliseren, zijn enkele van de mogelijkheden¹. De overdracht is gebaseerd op twee bekende fenomenen: piezo-elektrische en tribo-elektrische effecten. Piezo-elektrische effecten verbinden elektrische signalen en mechanische kracht, terwijl tribo-elektrische effecten het verzamelen van tegengestelde ladens op twee ongelijke materialen betreffen zodra materialen in contact komen met elkaar.

De Rol Van Manufacturing USA Institutes En MEP Centers

Power Suits en andere technisch geavanceerde kledingstukken vereisen commerciële en technologische ontwikkelingen van vier hoog geïntegreerde gebieden: flexibele sensoren, "slimme" data-uitwerking, power-electronica en stoffen. Deze zijn onder de technologie-focusgebieden van de volgende recent opgerichte Manufacturing USA Institutes:

De missie van PowerAmerica is om geavanceerde productieprocessen te ontwikkelen die grootschalige productie van wide bandgap (WBG) halfgeleiders mogelijk maken, die elektronische componenten kleiner, sneller en efficiënter maken dan halfgeleiders gemaakt van silicium.

NEXTFLEX richt zich op het ontwikkelen van een nieuwe era in flexible hybrid electronics (FHE) productie door het Amerikaanse flexible hybrid electronics ecosysteem te katalyseren om technologie te commercialiseren door investeringen in FHE-materialen opschaling, gedunne apparaatverwerking, apparaat/sensor geïntegreerde print en verpakking, systeemontwerptools, en betrouwbaarheidstesten en modellering.

The Clean Energy Smart Manufacturing Innovation Institute brengt een consortium van bijna 200 partners uit academie, industrie, en non-profits, uit meer dan 30 staten, samen om vooruitgang te stimuleren in slimme sensoren en digitale procescontroles die de efficiëntie van de geavanceerde Amerikaanse productie radicaal kunnen verbeteren.

Een nationale non-profit ondersteund door industrie, academie, overheid, en venture capital, het Advanced Functional Fabrics of America (AFFOA) Institute zal de wijdverspreide commercialisering van hoog functionele stoffen versnellen. Dit omvat recente doorbraken in vezelmaterialen en productieprocessen die ons binnenkort in staat zullen stellen om stoffen te ontwerpen en produceren die zien, horen, voelen, communiceren, energie opslaan en converteren, temperatuur regelen, gezondheid monitoren en kleur veranderen – de dageraad van een "stofrevolutie".

Een sleutellement voor implementatie en adoptie van deze nieuwe technologieën met fabrikanten over de VS is de Embedding MEP in Manufacturing USA Institutes Pilot Projects die in 2016 begonnen. Enkele van de hoofddoelstellingen van de pilot zijn om:

• de bewustwording van kleine Amerikaanse fabrikanten te vergroten over Manufacturing USA Institute focusgebieden en bronnen;
• de betrokkenheid van kleine Amerikaanse fabrikanten in de processen en activiteiten te waarborgen die gerelateerd zijn aan het informeren en ontwikkelen van de onderzoeksagenda's van de Institutes;
• de participatie van kleine Amerikaanse fabrikanten in Manufacturing USA Institute onderzoek te vergroten; en
• de overgang van Institute onderzoeksresultaten naar kleine Amerikaanse fabrikanten voor implementatie te waarborgen.

Net Het Begin

De ontwikkeling van power suits kraapt nauwelijks aan het oppervlak van de vooruitgang die mogelijk is met de integratie van fysieke fenomenen, nanomaterialen en nieuwe technologie-adoptie. Commerciële productie voor state-of-the-art producten, zoals deze, vereist toeleveringsketens die nieuwe technologie-ontwikkelingen en processen integreren. Door de samenwerking van Manufacturing USA Institutes en MEP centers, zullen fabrikanten in staat zijn om markten te bereiken die anders onbereikbaar zouden zijn, terwijl ze innovatieve nieuwe producten naar consumenten brengen.

Als u geïnteresseerd bent in meer te leren over deze ontwikkelingen, neem dan contact op met uw lokale MEP Center of NIST MEP hoofdkantoor op 301-975-0413.

---

^1. "Nanotechnology could bring us a whole new "power suit", CEN.ACS.ORG, 16 januari 2017, P15-17.