เส้นด้ายกราฟีนที่สามารถปรับขนาดได้สำหรับเครื่องนุ่งห่ม

กลับหน้าหลัก

เส้นด้ายกราฟีนที่สามารถปรับขนาดได้สำหรับเครื่องนุ่งห่ม

กราฟีนได้รับการพิจารณาว่าเป็นวัสดุที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานด้านการดูแลสุขภาพ ผลิตชุดกีฬาและฟิตเนส เนื่องจากกราฟีนคุณสมบัตินำไฟฟ้าและมีความยืดหยุ่นสูง © มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์

ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์นำโดยดร. Nazmul Karim และศาสตราจารย์ Kostya Novoselov ได้วิจัยพัฒนาวิธีการผลิตเส้นด้ายจากกราฟีนที่มีคุณสมบัติสามารถปรับขนาดได้

ในปัจจุบันสิ่งทออิเล็กทรอนิกส์ที่มีคุณสมบัติพิเศษได้รับความสนใจเป็นอย่างมาก เนื่องจากมีคุณสมบัติที่เหมาะสมกับการใช้งานด้านการดูแลสุขภาพ, กีฬา, ฟิตเนส และอุตสาหกรรมการบิน โดยกราฟีนได้รับการพิจารณาว่าเป็นวัสดุที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานประเภทดังกล่าว เนื่องจากมีคุณสมบัติสามารถนำไฟฟ้าและมีความยืดหยุ่นสูง เมื่ออะตอมในกราฟีนสัมผัสกับสภาพแวดล้อมจะสามารถรับรู้ถึงการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมทำให้กราฟีนเป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับการนำไปผลิตเป็นเซ็นเซอร์ สำหรับสิ่งทออัจฉริยะได้รับการพัฒนาช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาด้วยนวัตกรรมรวมถึงการทำให้ขนาดเล็กลงและการเชื่อมต่อแบบไร้สาย

มีความพยายามที่จะรวมเซ็นเซอร์ที่ใช้ในสิ่งทอเข้ากับเสื้อผ้า แต่อย่างไรก็ตามกระบวนการผลิตในปัจจุบันมีความซับซ้อน ใช้เวลานาน มีราคาแพง รวมถึงวัสดุที่ใช้นั้นไม่สามารถย่อยสลายได้ตามธรรมชาติ และโลหะที่ใช้เป็นวัสดุนำไฟฟ้ายังมีความไม่เสถียร จึงทำให้การรวมเซ็นเซอร์เข้ากับเสื้อผ้าไม่สามารถทำได้

ทีมงานจากสถาบันกราฟีนแห่งชาติได้พัฒนากระบวนการผลิตเส้นด้ายที่ใช้กราฟีนเป็นสื่อนำกระแสไฟฟ้า โดยใช้เครื่องจักรที่มีอยู่เพื่อไม่ให้เกิดการเพิ่มต้นทุนในการผลิต ในการผลิตเส้นด้ายจะผลิตในปริมาณมาก และเส้นด้ายที่ผลิตได้มีคุณสมบัติที่ทนต่อการทำความสะอาด มีความยืดหยุ่น ราคาไม่แพง และสามารถย่อยสลายได้

เช่น การรวมเซ็นเซอร์เข้ากับเทคโนโลยีในการระบุข้อมูลสิ่งต่าง ๆ โดยใช้คลื่นความถี่วิทยุ (RFID) หรือ บลูทูธพลังงานต่ำ (BLE) เพื่อส่งข้อมูลแบบไร้สายไปสู่โทรศัพท์มือถือ “เราเชื่อว่าความเร็วในกระบวนการผลิตสิ่งทอจากกราฟีนจะเป็นก้าวสำคัญที่ก่อให้เกิดการผลิตเสื้อผ้าที่มีประสิทธิภาพสูงต่อไปในอนาคต” ดร. Nazmul Karim กล่าว

หนึ่งในอุปสรรคที่ส่งผลกระทบต่อความก้าวหน้าของสิ่งทออิเล็กทรอนิกส์คือแหล่งพลังงานขนาดใหญ่ ก่อนหน้านี้เป็นเรื่องยากที่จะรวบรวมส่วนประกอบต่าง ๆ โดยไม่ให้วัสดุสูญเสียคุณสมบัติหรือความสะดวกสบายในการใช้งาน ซึ่งได้เห็นจากการเพิ่มขึ้นของอุปกรณ์อัจฉริยะส่วนบุคคลในปัจจุบัน เช่น นาฬิกาออกกำลังกาย

“การนำเสนอวัสดุที่มีความน่าสนใจอย่างกราฟีนไปสู่อุตสาหกรรมสิ่งทอทั้งแบบดั้งเดิมและสมัยใหม่ ความยืดหยุ่นของกระบวนการผลิตเป็นสิ่งที่ท้าทายต่อการนำเสนอ แต่เราสามารถก้าวข้ามความท้าทายนี้ได้โดยใช้กระบวนการผลิตที่รวดเร็วในการผลิตเส้นด้ายและสิ่งทอจากราฟีน รายงานของเราระบุว่าด้วยเทคโนโลยีการผลิตที่รวดเร็วทำให้สามารถผลิตเส้นด้ายจากกราฟีนได้หนึ่งพันกิโลกรัมต่อชั่วโมง นับเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญสำหรับอุตสาหกรรมสิ่งทอ” ดร. Shaila Afroj ได้อธิบายไว้ระหว่างศึกษาระดับปริญญาเอก

ดร. Nazmul Karim และผู้ร่วมเขียนจากสถาบันกราฟีนแห่งชาติกล่าวว่า “ในปัจจุบันเสื้อผ้าที่มีประสิทธิภาพสูงได้รับการพัฒนาด้วยนวัตกรรมทางสิ่งทอ นอกจากนี้ชุมชนสิ่งทอยังให้ความสนใจในการใช้คุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมและฟังก์ชั่นที่หลากหลายของกราฟีน สำหรับการใช้งานในเสื้อผ้าอัจฉริยะและเสื้อผ้าที่มีคุณสมบัติพิเศษ

“เราเชื่อว่าความเร็วในกระบวนการผลิตสิ่งทอจากกราฟีนจะเป็นก้าวสำคัญที่ก่อให้เกิดการผลิตเสื้อผ้าที่มีประสิทธิภาพสูงต่อไปในอนาคต”

ที่มา : https://www.innovationintextiles.com/first-scalable-graphene-yarns-for-wearable-textiles/

เรียบเรียงโดย : อิสเรศ วงศ์เสถียรโสภณ (ศูนย์ข้อมูลและดิจิทัลอุตสาหกรรม สถาบันพัฒนาอุตสาหกรรมสิ่งทอ)