ثورة في عالم الموضة: منسوجات إلكترونية قابلة للتحلل تراقب الصحة وتقلل النفايات

في خطوة غير مسبوقة، حقق فريق بحثي من جامعة ساوثهامبتون، بالتعاون مع جامعة غرب إنجلترا في بريستول، وعدد من المؤسسات المرموقة الأخرى، إنجازًا كبيرًا في ابتكار منسوجات إلكترونية مستدامة وقابلة للتحلل البيولوجي. هذه المنسوجات الإلكترونية التي تحمل اسم SWEET، والتي تعني “المنسوجات الإلكترونية الذكية، القابلة للارتداء والصديقة للبيئة”، تمثل تطورًا مهمًا في صناعة الأقمشة، وتفتح آفاقًا جديدة في العديد من المجالات، بما في ذلك الأزياء، الملابس الرياضية، و الرعاية الصحية.

الابتكار في المنسوجات الإلكترونية

المنسوجات الإلكترونية SWEET تضم مكونات إلكترونية نشطة، مثل أجهزة الاستشعار، البطاريات، و الأضواء، داخل الأقمشة التقليدية، مما يجعلها قابلة للاستخدام في مجالات متعددة. ويتميز تصميم المنسوجات الإلكترونية بثلاث طبقات أساسية: طبقة استشعار، طبقة واجهة لأجهزة الاستشعار، و قماش أساسي. تم تصنيع القماش الأساسي من Tencel، وهو نسيج قابل للتحلل البيولوجي، مشتق من مصادر خشبية متجددة، ما يجعلها إضافة بيئية مبتكرة. وتستخدم المكونات الإلكترونية الجرافين مع PEDOT: PSS، وهو بوليمر موصل، الذي يتم طباعته بدقة على القماش.

التحديات البيئية وحل مشكلة النفايات

تُعد النفايات المنسوجات أحد أكبر التحديات في صناعة الأقمشة، خاصة عندما تحتوي بعض الأقمشة التقليدية على معادن مثل الفضة التي تقاوم التحلل البيولوجي. هنا يأتي دور الفريق البحثي الذي عمل على دمج العناصر الإلكترونية في الأقمشة بطريقة تجعلها قابلة للتحلل عند وصولها إلى نهاية دورة حياتها. هذا التطور يعد خطوة مهمة نحو تقليل النفايات التي تسببها المنسوجات التقليدية.

تطبيقات في الرعاية الصحية

أظهرت التجارب التي أُجريت على هذه المنسوجات الإلكترونية قدرة النسيج على مراقبة العلامات الحيوية للمستخدمين، مثل معدل ضربات القلب و درجة حرارة الجسم، وهو ما يتماشى مع معايير الصناعة. تم إجراء الاختبارات مع 5 متطوعين يرتدون قفازات مزودة بمكونات القماش المتصلة بـ أجهزة مراقبة، مما يثبت فعالية هذا النسيج في الرعاية الصحية، وخاصة في الكشف المبكر عن المشاكل الصحية مثل أمراض القلب.

وأكدت الدكتورة شايلا أفروج، الأستاذة المساعدة للمواد المستدامة في جامعة إكستر، على أهمية هذا الإنجاز، مشيرة إلى أن الاستدامة يمكن أن تتعايش مع التكنولوجيا في مجالات حيوية مثل الرعاية الصحية، وهذا يظهر أن التقدم التكنولوجي يمكن أن يكون مسؤولًا بيئيًا.

التحلل البيولوجي وقياس التأثير البيئي

لقد أظهرت اختبارات التحلل البيولوجي أنه بعد مرور 4 أشهر، فقدت المادة 48% من وزنها و 98% من قوتها، مما يشير إلى أن المنسوجات الإلكترونية قابلة للتحلل بشكل سريع وفعال. وفقًا للتحليل البيئي، كانت أقطاب الجرافين المستخدمة في الدراسة ذات أثر بيئي منخفض يصل إلى 40 مرة أقل من المكونات الإلكترونية التقليدية. وهذا يوضح أن المنسوجات الإلكترونية القائمة على الجرافين تعتبر خيارًا بيئيًا أفضل للصناعات التي تسعى لتقليل تأثيرها البيئي.

إنتاج مستدام وتقنية الطباعة بالحبر

تقنية الطباعة بالحبر المستخدمة في إنشاء هذه المنسوجات الإلكترونية تمثل خطوة كبيرة نحو التصنيع المستدام. تسمح هذه التقنية بترسيب دقيق للمواد الوظيفية على الأقمشة، مما يؤدي إلى تقليل النفايات واستهلاك المياه والطاقة بشكل كبير مقارنة بتقنيات الطباعة التقليدية. يُعد هذا التقدم خطوة حيوية نحو تطوير صناعة الملابس المستدامة.

التطلع إلى المستقبل: قطاع الرعاية الصحية

يتطلع فريق البحث إلى تطوير ملابس قابلة للارتداء باستخدام هذه المنسوجات الإلكترونية المبتكرة لتطبيقات الرعاية الصحية، وخاصة للكشف المبكر عن أمراض القلب التي تؤثر على 640 مليون شخص حول العالم. ويعكس هذا العمل الرائد تحولًا محتملًا في مستقبل التكنولوجيا القابلة للارتداء، حيث يجمع بين الاستدامة و الوظائف الطبية.

تعد منسوجات SWEET الإلكترونية خطوة ثورية في عالم الموضة و التكنولوجيا، حيث توفر حلاً بيئيًا مبتكرًا لتقليل النفايات وفي الوقت ذاته تقدم تطبيقات عملية في مراقبة الصحة. من المتوقع أن تعيد هذه التقنية تعريف صناعة الملابس المستدامة و الطب القابل للارتداء في المستقبل القريب.