E-textilie

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání
Svítící doplňky LED zašité do dámské módy

E-textilie, Elektronické textilie (electronic textiles / smart garments / smart clothing / smart textiles / smart fabrics) umožňují zabudování elektronických funkcí, resp. mikroelektronických zařízení, včetně senzorů teploty, plynů, fotovoltaických komponent, baterií, případně módních doplňků ze svíticích LED diod.

Historie e-textilií[editovat | editovat zdroj]

Vnější polovina konektoru typu patentka (snap fastener). Často se používá pro rychlé spojování mezi e-textilem a oddělitelnou elektronickou komponentou

Elektronické textilie mohou být odlišné od nositelné elektroniky, jelikož je zde důraz na integraci textilií s elektronickými komponentami, jako mikrokontrolery, senzory a aktuátory. Navíc, e-textilie nepatří pouze pod nositelnou elektroniku. E-textilie lze využívat rovněž při návrhu interiérů. Příslušná oblast vláknové elektroniky (fibretronics) zkoumá jak elektronické a výpočetní funkce mohou být integrovány do textilních vláken. Rozlišují se 3 generace textilních nositelných technologií:

1. "První generace" - senzor je přichycen k oděvu. Tento přístup je používán pro sportovní oděvy Adidas, Nike atp.

2. "Druhá generace" - senzory jsou zabudovány do oděvu, např. do výrobků od Samsung, Alphabet, Ralph Lauren atp.

3. "Třetí generace" - oděv má funkci senzoru. Řada společností nabízí pro tyto účely senzory tlaku, deformace a teploty.

Kategorie e-textilií[editovat | editovat zdroj]

Oblast e-textilií lze rozdělit na dvě hlavní kategorie:

  • E-textilie s klasickými elektronickými komponentami, např. vodiče, integrované obvody, svítící diody LED, organické diody OLED a konvenční baterie zabudované do oděvů.
  • E-textilie s elektronikou integrovanou přímo do textilních substrátů. Takto lze zahrnovat pasivní komponenty, jako vodiče a rezistory nebo aktivní komponenty např. tranzistory, diody a solární články.

Většina vývojových a komerčních projektů s e-textiliemi jsou hybridní, tedy elektronické komponenty jsou zabudovány do textilií a jsou připojeny ke klasickým elektronickým zařízením nebo komponentám. Např. některé tlačítkové ovladače mohou být plně textilní (jejich konstrukce používá vodivou textilní přízi). Ovládaná zařízení mohou být hudební přehrávače nebo diody LED, uchycené na tkanině z vodivých vláken tak, že mohou tvořit různě složité displeje. Monitorování fyziologických nebo environmentálních parametrů lze provádět pomocí tištěných senzorů, které byly integrovány do textilií, např. bavlny, neoprenu atp.

E-tkanina s vodivými nitěmi. Nahoře: surová, dole: laminovaná

Vláknová elektronika (fibretronics)[editovat | editovat zdroj]

Obdobně jako v klasické elektronice, vyžaduje konstrukce elektronických vlastností na textilních vláknech použití vodivých a polovodičových materiálů typu vodivé textilie. Řada komerčně dostupných vláken obsahuje pro tkaní nebo šití mezi textilními vlákny kovová vlákna. Jelikož kovy a klasické polovodiče jsou tuhé materiály a nejsou tedy vhodné pro aplikace s textilními vlákny, z důvodu častého napínání a ohýbání při běžném použití. Jedním z nejdůležitějších problémů je, že e-textilie je nutno omývat/prát. Elektrické komponenty by bylo nutné izolovat při praní, aby se zabránilo jejich poškození. Nová třída elektronických materiálů, vhodnějších pro e-textilie je jedna třída organických elektronických materiálů, protože se mohou chovat jako vodiče a rovněž jako polovodiče. Laboratorně byly vyzkoušeny:

Elektrovodivá pletenina z postříbřené polyamidové příze (5 ohm/sq), cca 1 000 x zvětšena
  • tranzistory z organických vláken, které neobsahují žádné kovové komponenty a jsou kompatibilní s textilní výrobou;
  • solární články (solar cells) z organických vláken.

Na snímcích vpravo je

Uhlíková nanovlákna[editovat | editovat zdroj]

)hlíková nanovlákna lze mj. použít na výrobu speciální elektronické textilie. Jde vlastně o uhlíkové nanotrubice, CNT (carbon nanotubes). Přízi CNT lze použít např. na výrobu:

  • Senzorů (měření napětí a teploty);
  • Pružných superkondenzátorů (např. zdroje energie pro přenosné e-přístroje);
  • Aktuátorů (např. umělé svaly).
Profesionální ochranné oděvy dnes zahrnují systémy s e.textiliemi

Senzorové systémy založené na e-textiliích[editovat | editovat zdroj]

Jde o flexibilní, otevřené senzorové mobilní systémy umožňující integraci do pracovních oděvů, uniforem i jiného oblečení, které mohou monitorovat životní funkce člověka i vlastnosti prostředí, ve kterém se člověk nachází. Profesionální e-oděvy jsou určeny pro sportovce, vojáky, policii, hasiče atp.

Použití e-textilií[editovat | editovat zdroj]

  • Monitorování životních funkcí (pacientů), např. tepové frekvence, dýchání, teploty.
  • Snímání ECG, kdy příslušné snímací elektrody, vlhčené gelem, jsou vyrobeny z e-tkaniny.
  • Sběr dat při sportovních aktivitách.
  • Monitorování osob, které manipulují s nebezpečnými materiály.
  • Sledování dětí pomocí GPS.
  • Sledování polohy vojáků při akci.
  • Sledování vojáků s neprůstřelnou vestou (dopad kulek).
  • Monitorování zdravotního stavu pilotů nebo řidičů (nákladních) automobilů.
  • Monitorování pacientů po závažném zákroku.
  • Inovativní módní e-doplňky.
  • Obnovení (poškozeného) smyslového vnímání.

Související technické normy[editovat | editovat zdroj]

Technická komise IEC/TC 124, Nositelná elektronická zařízení a technologie se zabývá normalizací v oblasti nositelných elektronických zařízení a technologií. Pracovní skupina IEC TC 124/WG 2, E-textilie je zaměřena na vypracování metod hodnocení pro textilie, materiály, zařízení a systémy s elektrotechnickými funkcemi (funkcionalitami). Připravovaný soubor dokumentů bude mít označení IEC 63203.

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. Conductive FAbric [online]. SparkFun Ekectronics, 2020 [cit. 2020-03-16]. Dostupné online. (anglicky) 

V tomto článku byl použit překlad textu z článku E-textiles na anglické Wikipedii. V tomto článku byl použit překlad textu z článku Smart Clothes na německé Wikipedii.

Související články[editovat | editovat zdroj]

Literatura[editovat | editovat zdroj]