Ympäristöystävällisiä e-tektstiilejä

UWE Bristolin ja Southamptonin yliopiston johtama tutkimusryhmä on osoittanut, että puettavat elektroniset tekstiilit (e-tekstiilit) voivat olla sekä kestäviä että biohajoavia.

Tutkimus, johon osallistuivat myös Exeterin, Cambridgen, Leedsin ja Bathin yliopistot, kuvaa ja testaa uutta kestävää lähestymistapaa täysin mustesuihkupainetuille, ympäristöystävällisille sähköisille tekstiileille.

E-tekstiileissä voi olla sisäänrakennettuina sähköisinä komponentteina esimerkiksi antureita, paristoja tai valoja. Niitä voidaan käyttää muodissa, suorituskykyisissä urheiluvaatteissa tai lääketieteellisiin tarkoituksiin vaatteina, jotka valvovat ihmisten elintoimintoja.

Tällaisten tekstiilien on oltava kestäviä, turvallisia käyttää ja mukavia, mutta teollisuudessa, joka on yhä enemmän huolissaan vaatejätteestä, niiden on myös oltava ympäristöystävällisiä, kun niitä ei enää tarvita.

Professori Nazmul Karim Southamptonin yliopistosta, joka johti tutkimusta, selittää: "Sähkökomponenttien integrointi tavanomaisiin tekstiileihin vaikeuttaa materiaalin kierrätystä, koska se sisältää usein metalleja, kuten hopeaa, jotka eivät helposti hajoa biologisesti. Potentiaalinen ympäristöystävällinen lähestymistapamme kestävien materiaalien valinnassa ja valmistuksessa voittaa tämän ja mahdollistaa kankaan hajoamisen, kun se hävitetään.

Tiimin suunnittelussa on kolme kerrosta, anturikerros, anturien kanssa liitettävä kerros ja pohjakangas. Sen pohjana käytetään Tencel-nimistä tekstiiliä, joka on valmistettu uusiutuvasta puusta ja on biohajoava. Suunnitelman aktiivinen elektroniikka on valmistettu grafeenista sekä PEDOT:PSS -polymeeristä. Nämä johtavat materiaalit on painettu tarkalla mustesuihkutekniikalla kankaalle.

Tutkijat testasivat materiaalinäytteitä ihmisen fysiologian jatkuvaa seurantaa varten viiden vapaaehtoisen avulla. Tulokset vahvistivat, että materiaali voi mitata tehokkaasti ja luotettavasti sekä sykettä että lämpötilaa alan standarditasolla.

Tämän jälkeen projektiryhmä hautasi e-tekstiilit maaperään mitatakseen sen biohajoavia ominaisuuksia. Neljän kuukauden kuluttua kangas oli menettänyt 48 prosenttia painostaan ja 98 prosenttia lujuudestaan, mikä viittaa suhteellisen nopeaan ja myös tehokkaaseen hajoamiseen. Lisäksi elinkaariarviointi paljasti, että grafeenipohjaisilla elektrodeilla oli jopa 40 kertaa vähemmän ympäristövaikutuksia kuin tavallisilla elektrodeilla.

Marzia Dulal, UWE Bristolin Print Research Centerissä, korosti ympäristövaikutuksia: "Elinkaarianalyysimme osoittaa, että grafeenipohjaisten sähköisten tekstiilien ympäristöjalanjälki on murto-osa verrattuna perinteiseen elektroniikkaan. Tämä tekee niistä vastuullisemman valinnan teollisuudelle, joka haluaa vähentää ekologista vaikutustaan."

Mustesuihkutulostusprosessi on myös kestävämpi lähestymistapa sähköisten tekstiilien valmistukseen, sillä tekstiileille levitetään täsmällinen määrä toiminnallisia materiaaleja tarpeen mukaan, lähes ilman materiaalihukkaa sekä käyttäen vähemmän vettä ja energiaa kuin perinteinen silkkipainatus.

Aiheesta aiemmin:

Uusia materiaaleja puettavalle elektroniikalle

Nanogeneraattori kankaalle 3D-tulostuksella

Pesunkestävää kangaselektroniikkaa