Dispositivos vestíveis? Técnica de bordado com fios elétricos é inovadora

Usar a técnica do bordado permitiu a pesquisadores instalar energia em tecidos para roupas com sensores.

Os fios instalados são geradores de energia com touchpad numérico autoalimentado. A técnica do bordado com os fios é de baixo custo e é utilizada para dispositivos vestíveis.

O principal autor do estudo, Rong Yin, explicou como o estudo foi feito por sua equipe e detalhou o método de bordar os fios nos tecidos:

“Nossa técnica usa bordados, o que é bastante simples – você pode costurar nossos fios diretamente no tecido. Durante a produção de tecido, você não precisa considerar nada sobre os dispositivos vestíveis. Você pode integrar os fios geradores de energia após a confecção do item de vestuário”, contou Rong Yin, professor-assistente de Engenharia Têxtil, Química e Ciências na North Carolina State University.

O estudo publicado na Nano Energy contou com a contribuição de pesquisadores que fizeram o teste em diversos designs de fios geradores de energia.

Os responsáveis utilizaram cinco fios de cobre com um fino revestimento de poliuretano para que o material suportasse a tensão e a os movimentos do processo de costura no bordado.

Por fim, eles costuraram em tecido de algodão usando outro material chamado PTFE.

“Este é um método de baixo custo para fabricar eletrônicos vestíveis usando produtos disponíveis comercialmente. As propriedades elétricas de nossos protótipos eram comparáveis ​​a outros projetos que dependiam do mesmo mecanismo de geração de energia.”

No estudo, os pesquisadores usaram uma técnica de geração de energia chamada “efeito triboelétrico”, que aproveita elétrons que são trocados por dois tipos de materiais, como, por exemplo, a eletricidade estática.

Os estudiosos descobriram que o PTFE era o melhor material em relação à tensão e à corrente quando entrava em contato com os fios de cobre com poliuretano.

“Em nosso projeto, você tem duas camadas – uma é seus fios condutores de cobre revestidos com poliuretano e a outra é PTFE, e eles têm um espaço entre eles”, afirmou Yin.

“Quando os dois materiais não condutores entram em contato um com o outro, um material perderá alguns elétrons e alguns receberão alguns elétrons. Quando você os ligar, haverá uma corrente.”

Os pesquisadores fizeram os testes de seus fios como sensores de movimento, bordando-os com o tecido PTFE no denim.

Os estudiosos incluíram os remendos bordados no cotovelo, na palma da mão, no braço e no joelho para mapear os sinais elétricos gerados quando uma pessoa se move.

Eles também prenderam tecido com bordados de fios na palmilha de um sapato para testar sua funcionalidade como pedômetro e descobriram que seus sinais elétricos mudavam com o movimento da pessoa quando ela andava, corria ou pulava.

“Você pode bordar nossos fios em roupas e, quando você se move, gera um sinal elétrico, e esses sinais podem ser usados ​​como um sensor. Quando colocamos o bordado em um sapato, se você está correndo, ele gera uma voltagem maior do que se você estivesse apenas andando. Quando costuramos números no tecido e os pressionamos, isso gera uma voltagem diferente para cada número. Pode ser usado como uma interface.”

Os pesquisadores pretendem ampliar seus estudos e integrar o método de bordado com fios a outros dispositivos com mais funções.

“O próximo passo é integrar esses sensores em um sistema vestível”, finalizou Rong Yin.