Academici uit de universiteit van Manchester demonstreerden dat goedkope, buigbare en draadloze grafeen communicatie apparatuur – zoals mobiele telefoons en gezondheidsmonitors – rechtstreeks kan worden geprint in kledij of op de huid.
Grafeen is een sterk gebonden matrix van koolstofatomen die verspreid liggen in een hexagonaal rooster.
De universiteit van Manchester is ook bekend als ‘de thuis’ van grafeen en opereert als een draaischijf en basis voor studies omtrent de opdringende grafeen technologie.
In een recent gepubliceerd artikel tonen de wetenschappers aan hoe cruciaal grafeen is voor draagbare elektronische applicaties omwille van de hoge geleidbaarheid en flexibiliteit.
Het onderzoeksartikel kan de baan vrijmaken voor slimme, batterijloze meetapparatuur dat geschikt is voor applicaties in de gezondheidszorg of voor sportbeoefening, telefonie, communicatieapparatuur en laders die kunnen worden opgenomen in kleding en toepassingen voor de huid – zoals gedrukte grafeen sensoren, geïntegreerd met andere 2D materialen, die worden vastgehecht op de huid van een patiënt om de temperatuur, druk en vochtniveaus te bewaken.
Enkele voorbeelden van dergelijke communicatie-inrichtingen omvatten:
In een ziekenhuis kan een gedrukte RFID-tag op de arm worden gedragen om de lichaamstemperatuur en hartslag van de patiënt te registreren en de informatie terug te sturen.
De medische staf kan de toestand van de patiënt draadloos en ten allen tijde monitoren, wat uiteindelijk ten goede zou moeten komen voor de zorg van de patiënt.
In een verzorgingshuis kunnen printbare batterijloze sensoren gedrukt worden op de kleding van oudere mensen. Deze sensoren detecteren en verzamelen de gegevens van de gezondheidstoestand van de ouderen en transfereren deze door naar de bevoegde personen, allemaal ter verbetering van de kwaliteit van het leven.
De bestaande materialen die momenteel gebruikt worden in draagbare apparaten zijn ofwel te duur, zoals zilver nanodeeltjes, ofwel onvoldoende geleidend om effect te hebben, zoals geleidende polymeren.
Grafeen, ’s werelds dunste, sterkste en meest conductieve substantie, is perfect voor de markt van wearables vanwege het brede gamma van superlatieven aan kwaliteiten.
Geleidende grafeen inkt kan massaal goedkoop geproduceerd worden en kan gedrukt worden op verscheidene materialen, waaronder kleding en papier.
De onderzoekers, onder leiding van Dr. Hu Zhirun, drukten grafeen af om transmissielijnen en antennes te bouwen, om er daarna mee te experimenteren in communicatie-apparatuur, zoals mobiel en WiFi-connectiviteit.
De onderzoekers monteerden grafeen gebaseerde antennes op elke arm van een behulpzaam (onverstoorbaar) mannequin.
De technologische inrichtingen op de arm waren in staat om met elkaar te communiceren, waardoor er effectief een communicatiesysteem op het lichaam werd ontworpen.
De resultaten bewezen dat grafeengebaseerde componenten de kwaliteit en functies brengen die nodig zijn voor draagbare draadloze apparaten, of wearables.
“De mogelijke toepassingen voor dit onderzoek zijn enorm – of het nu is voor controle van de gezondheid, mobiele communicatie of toepassingen om te monitoren voor op de huid, of verzenden van boodschappen,” vertelde Dr Hu.
Potentieel voor G-applicaties is enkel gelimiteerd door tijd en verbeelding.
Bron: Manchester Universiteit