Vezels van de volgende generatie: Slim textiel kan licht, druk, geur en zelfs smaak waarnemen

Onderzoekers hebben met succes een multifunctionele sensor ontwikkeld op basis van halfgeleidervezels die de vijf menselijke zintuigen emuleert. De in het onderzoek ontwikkelde technologie zal naar verwachting worden gebruikt in een verscheidenheid aan geavanceerde technologiegebieden, zoals wearables, Internet of Things (IoT), elektronische apparaten en zachte robotica.

De door het onderzoeksteam ontwikkelde halfgeleidervezelsensor is veel geavanceerder en functioneler dan traditionele eendimensionale vezelsensoren.

De nieuwe sensor reageert met name gevoelig op veranderingen in de externe omgeving dankzij de unieke structuur binnen de vezels, waardoor hij tegelijkertijd licht, chemicaliën, druk en omgevingsinformatie kan meten en monitoren, zoals de pH (zuurgraad), ammoniak (NH).₃), en mechanische spanningsniveaus. Het onderzoeksteam stelde deze technologieën voor als een nieuw sensorplatform dat meerdere signalen tegelijk kan detecteren en verwerken op dezelfde manier als de vijf menselijke zintuigen.

In dit onderzoek zijn vezels gefabriceerd die zich vrijelijk kunnen aanpassen aan een driedimensionale vorm via een speciaal fabricageproces op basis van molybdeendisulfide (MoS₂). In het bijzonder maakt de driedimensionale spiraalstructuur van de vezels, die op natuurlijke wijze werd gevormd terwijl de vezels in een lintvorm waren uitgelijnd, een nauwkeurige controle van de curve van de vezels mogelijk.

De vervaardigde vezels vertoonden goede prestaties dankzij de uitstekende elektromechanische eigenschappen van MoS₂ en de uitgelijnde structuur binnen de vezels. De vezels toonden ook het potentieel aan voor het waarnemen van een verscheidenheid aan omgevingsinformatie.

Professor Bonghoon Kim zei: “Deze studie heeft het scala aan toepassingen voor tweedimensionale nanomaterialen, zoals molybdeendisulfide, enorm uitgebreid. We zullen verschillende materialen blijven gebruiken en de technologieën onderzoeken die nauwkeurig de signalen kunnen meten die nodig zijn voor draagbare technologieën.”

Het onderzoeksteam bestond uit professor Bonghoon Kim van de afdeling Robotica en Mechatronica Engineering van het Daegu Gyeongbuk Institute of Science & Technology in samenwerking met professor Sangwook Kim van KAIST, professor Janghwan Kim van de Ajou Universiteit en professor Jiwoong Kim van de Soongsil Universiteit.