המהפכה הגמישה של האלקטרוניקה לבישה

This post is also available in: English (אנגלית)

ככל שאנשים משתמשים ביותר ויותר מכשירים אלקטרוניים לבישים, התעשייה נאלצת למצוא פתרונות יעילים יותר לאחסון אנרגיה שיוכלו להתאים לצרכי הגמישות והתנועה של המכשירים עצמם. בעוד שהסוללות המסורתיות מאחסנות אנרגיה בצורה יעילה, אין להן את הגמישות הנדרשת למכשירים האלקטרוניים הרכים.

חוקרים הגיעו לתגלית משמעותית שמקפיצה קדימה את ההתמודדות עם האתגר הזה – הם פיתחו מכשיר אחסון אנרגיה בקנה מידה קטן שיכול להימתח, להסתובב, להתקפל, ולהתקמט, ועשוי לסלול את הדרך לעתיד של מכשירים לבישים מותאמים ונוחים.

כדי לנסות להתמודד עם בעיית אחסון האנרגיה, ניסו בתעשייה להשתמש בסופר-קפסיטורים זעירים (MSCs), חלופה יעילה ומבטיחה בעלת צפיפות כוח גבוהה, יכולות טעינה מהירות, ותוחלת חיים ארוכה. עם זאת, עדיין היה קשה מאוד לייצר את האלקטרודות עצמן.

על פי Interesting Engineering, לרוב מייצרים אלקטרודות מחומרים עדינים (כמו זהב) אשר מגבילים באופן משמעותי את היכולת של המכשיר להתקפל ולהתעוות מבלי להתפשר על ביצועיו. מצד שני, בעוד שמתכת נוזלית (eutectic gallium-indium liquid metal – EGaln) מציעה מוליכות מעולה יחד עם גמישות, מתח פני השטח הגבוה שלה מקשה מאוד על יצירת דוגמאות עדינות. זאת בעיה משום שהדוגמאות העדינות הללו הינן צעד קריטי ביצירת אלקטרודות יעילות.

צוות מחקר מאוניברסיטת פוהאנג למדע וטכנולוגיה (POSTECH) והמכון הקוריאני לטכנולוגיה תעשייתית (KITECH) פיתחו פתרון באמצעות טכנולוגיית לייזר. המצאה זו מבוססת על יצירת דוגמאות מגרפן (חומר פעיל ומ-EGaln באמצעות לייזר על מצע נמתח עשוי פוליסטירן קופולימר SEBS.

טכניקה זו היא יתרון כי היא לא פוגעת במצע ה-SEBS הבסיסי ובכך משמר את הגמישות הכוללת של המכשיר. יתר על כן, הבדיקות גילו כי קיבולת אחסון האנרגיה של המכשיר נותרה ללא שינוי גם לאחר שעבר 1,000 מחזורי מתיחה, וכן עמד בפני עיוותים מכניים שונים, כולל מתיחה, קיפול, פיתול, וקימוט.

ההשלכות של פריצת דרך טכנולוגית זו הן עצומות עבור העתיד של הטכנולוגיה הלבישה, וסוללות את הדרך ליצירת רכיבים לבישים נוחים ומתאימים שיכולים להשתלב בצורה חלקה בחיי היומיום שלנו. שימושים אפשריים כוללים מכשירי מדידת כושר דקים יותר העוטפים בנוחות את פרק כף היד לצורך פעילות גופנית, בגדים חכמים שזזים עם הגוף לאורך כל היום, ואפילו מכשירים רפואיים התואמים את הגוף לחוויה יותר נוחה ומותאמת.