Η ιδέα των «έξυπνων» ρούχων δεν είναι καινούργια. Εδώ και χρόνια, οι ερευνητές προσπαθούν να ενσωματώσουν ηλεκτρονικά σε υφάσματα με τρόπο που να είναι άνετος, ευέλικτος και αξιόπιστος. Όμως τώρα, μια ομάδα από την École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) φαίνεται να έχει βρει τη λύση: ανέπτυξε ένα νέο είδος ηλεκτρονικής ίνας που μπορεί να τεντώνεται έως και δέκα φορές το αρχικό της μήκος χωρίς να χάνει την ηλεκτρική της αγωγιμότητα. Πρόκειται για μια ανακάλυψη που θα μπορούσε να αλλάξει ριζικά τη σχέση μας με την τεχνολογία που φοράμε πάνω μας.
Στην καρδιά αυτής της καινοτομίας βρίσκεται ένα ασυνήθιστο υλικό: ένα υγρό κράμα ινδίου και γαλλίου, το οποίο παραμένει ρευστό σε θερμοκρασία δωματίου και είναι απολύτως μη τοξικό. Το συγκεκριμένο κράμα διαθέτει εξαιρετική ηλεκτρική αγωγιμότητα, καθιστώντας το ιδανικό για φορητά ηλεκτρονικά. Η ιδέα της χρήσης υγρών μετάλλων δεν είναι νέα, αλλά το να μετατραπούν σε σταθερά και ευέλικτα εξαρτήματα υπήρξε ανέκαθεν ένα τεράστιο τεχνικό εμπόδιο. Η ομάδα του εργαστηρίου FIMAP, υπό την καθοδήγηση του Fabien Sorin, κατάφερε να ξεπεράσει αυτό το εμπόδιο υιοθετώντας μια τεχνική που χρησιμοποιείται εδώ και δεκαετίες στην οπτική τεχνολογία: το λεγόμενο thermal drawing.
Η διαδικασία ξεκινά από μια «προμορφή», έναν κύλινδρο που περιέχει το μείγμα του υγρού μετάλλου και ενός εύκαμπτου ελαστομερούς, διατεταγμένα με ακρίβεια σύμφωνα με ένα τρισδιάστατο σχέδιο. Ο κύλινδρος θερμαίνεται και στη συνέχεια «τραβιέται», όπως συμβαίνει στην παραγωγή οπτικών ινών, για να προκύψουν λεπτά νήματα που διατηρούν την ίδια εσωτερική πολυπλοκότητα με το αρχικό δείγμα. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, μικροσκοπικές σταγόνες μετάλλου ενώνονται και διασπώνται, δημιουργώντας ένα δίκτυο αγώγιμων καναλιών μέσα στο νήμα. Με αυτόν τον τρόπο, οι ερευνητές μπορούν να ορίζουν με ακρίβεια ποια τμήματα της ίνας θα είναι αγώγιμα και ποια μονωτικά, επιτρέποντας τη δημιουργία ιδιαίτερα ευαίσθητων αισθητήρων ενσωματωμένων στο ίδιο το ύφασμα.
Τα πρώτα τεστ έδειξαν ότι οι ίνες αυτές δεν είναι μόνο ανθεκτικές αλλά και εξαιρετικά ευέλικτες: μπορούν να υποστούν παραμορφώσεις που υπερβαίνουν το δέκαπλασιο του αρχικού μήκους τους χωρίς να χάσουν την ικανότητά τους να μεταφέρουν ρεύμα. Ακόμη πιο εντυπωσιακό είναι ότι η ευαισθησία τους παραμένει σταθερή, κάτι που τις καθιστά ιδανικές για εφαρμογές όπως η παρακολούθηση μυϊκών κινήσεων, η αποκατάσταση μέσω φυσικοθεραπείας ή η ανάπτυξη «μαλακών» ρομποτικών συστημάτων που απαιτούν ακριβή αίσθηση θέσης και πίεσης.
Για να αποδείξει το δυναμικό της τεχνολογίας, η ομάδα του EPFL κατασκεύασε μια εύκαμπτη επιγονατίδα, εξοπλισμένη με αυτές τις νέες ίνες. Το πρωτότυπο μπορεί να ανιχνεύει με ακρίβεια τη γωνία και την ταχύτητα της κίνησης του γονάτου κατά τη διάρκεια δραστηριοτήτων όπως το περπάτημα, το τρέξιμο ή το άλμα. Τα δεδομένα που συλλέγει επιτρέπουν την ανακατασκευή της στάσης και της κίνησης του σώματος με ακρίβεια παρόμοια με εκείνη των επαγγελματικών ιατρικών συσκευών, αλλά με σαφώς μεγαλύτερη άνεση και φορητότητα.
Ο Fabien Sorin επισημαίνει ότι το μεγαλύτερο πλεονέκτημα αυτών των ινών είναι η δυνατότητα μαζικής παραγωγής τους. Η ίδια μέθοδος μπορεί να επεκταθεί για τη δημιουργία μέτρων ή ακόμα και χιλιομέτρων ηλεκτρονικού νήματος, ικανού να ενσωματωθεί σε υφάσματα, ρούχα, ιατρικούς επιδέσμους ή ρομποτικές επιφάνειες. Έτσι, ανοίγει ο δρόμος για ρούχα που «αισθάνονται» τις κινήσεις μας, προσαρμόζονται σε αυτές και ίσως κάποια μέρα «επικοινωνούν» με τις συσκευές μας σε πραγματικό χρόνο.
Η επόμενη φάση, σύμφωνα με την ερευνητική ομάδα, είναι η βελτιστοποίηση της παραγωγής και η έναρξη συνεργασιών με τη βιομηχανία, ώστε η τεχνολογία να ξεφύγει από τα όρια του εργαστηρίου και να περάσει στην αγορά. Το ενδιαφέρον είναι ήδη έντονο, καθώς οι εφαρμογές κυμαίνονται από «έξυπνα υφάσματα» και πρόσθετα μέλη μέχρι «έξυπνες» διεπαφές για ρομπότ που χρειάζονται αίσθηση αφής και κίνησης.
[source]
