Revolutionäres Smart Shirt liefert kontinuierliches EKG-Monitoring mit Nanoröhrenfaser-Technologie

Intelligente Kleidung wurde entwickelt, die leitfähige Nanoröhrenfäden nutzt, um Funktionalität in reguläre Bekleidung einzuweben. Die Fasern wurden in Sportbekleidung eingenäht, um die Herzfrequenz zu überwachen und ein kontinuierliches Elektrokardiogramm (EKG) des Trägers aufzuzeichnen. Die Fasern sind genauso leitfähig wie Metalldrähte, aber waschbar, bequem und weit weniger bruchanfällig, wenn sich der Körper bewegt.

Überlegene Datenerfassung

Das Shirt war bei der Datenerfassung besser als ein Standard-Brustgurt-Monitor, der Live-Messungen während Experimenten durchführte. Verglichen mit kommerziellen medizinischen Elektrodenmonitoren lieferte das Kohlenstoff-Nanoröhren-Shirt leicht bessere EKGs. Das Shirt muss eng an der Brust anliegen; zukünftige Studien werden dichtere Bereiche aus Kohlenstoff-Nanoröhrenfäden untersuchen, damit mehr Oberfläche die Haut kontaktiert.

Materialeigenschaften und Verarbeitung

Die Nanoröhrenfasern sind weich und flexibel, und Kleidung, die sie incorporiert, ist maschinenwaschbar. Die Fasern können maschinell in Stoff eingenäht werden wie herkömmliches Garn. Das Zickzack-Stichmuster erlaubt dem Stoff, sich zu dehnen, ohne die Fasern zu brechen.

Die Fasern boten nicht nur stetigen elektrischen Kontakt mit der Haut des Trägers, sondern dienten auch als Elektroden, um Elektronik wie Bluetooth-Transmitter anzuschließen, um Daten an ein Smartphone zu übermitteln, oder um an ein Holter-Monitor anzuschließen, das in einer Benutzertasche verstaut werden kann. Die ursprünglichen Nanoröhrenfilamente, etwa 22 Mikrometer breit, waren zu dünn für eine Nähmaschine. Ein Seilhersteller wurde genutzt, um ein nähbares Garn zu erstellen – im Wesentlichen drei Bündel von je sieben Filamenten, verwoben zu einer Größe, die herkömmlichem Garn ungefähr entspricht.

Zukunftspotenzial

Das Zickzack-Muster kann angepasst werden, um zu berücksichtigen, wie stark ein Shirt oder anderer Stoff sich dehnen wird. In Stoff eingewebte Fasern können auch genutzt werden, um Antennen oder LEDs einzubetten. Geringfügige Modifikationen an der Fasergeometrie und zugehöriger Elektronik könnten Eventually Kleidung ermöglichen, Vitalzeichen, Krafteinwirkung oder Atemfrequenz zu überwachen. Weitere potenzielle Anwendungen könnten Mensch-Maschine-Schnittstellen für Automobile oder weiche Robotik sein, oder als Antennen, Gesundheitsmonitore und ballistischer Schutz in Militäruniformen.