Thêu cảm biến lên quần áo | Ảnh: NNC

Được làm từ một loại sợi dẫn điện bằng bông có tên là Pecotex, các cảm biến này có chi phí sản xuất rất thấp. Chỉ cần 0,15 USD (khoảng 3.600 VND) để tạo ra một mét chỉ để thêu được 10 cảm biến lên quần áo. Sợi Pecotex có thể tương thích với các loại máy thêu công nghiệp tiêu chuẩn điều khiển bằng máy tính.

Tác giả thứ nhất Fahad Alshabouna hiện là nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Khoa Kỹ thuật Sinh học của (Đại học Hoàng gia London), cho biết, việc có thể thêu lên nhiều loại trang phục khác nhau đồng nghĩa với việc những cảm biến có thể ứng dụng trong nhiều lĩnh vực.

Họ đã thêu các cảm biến lên khẩu trang để theo dõi nhịp thở; lên áo phông để theo dõi hoạt động của tim; và lên gấu áo để theo dõi các khí như amoniac, một thành phần của hơi thở có thể được sử dụng để phát hiện chức năng gan và thận. Cảm biến amoniac được tạo ra để thử xem liệu có thể sản xuất những dạng cảm biến đo khí bằng cách thêu lên vải hay không.

Hiện nay, các cảm biến dạng đeo như cảm biến trên đồng hồ thông minh cho phép chúng ta liên tục theo dõi sức khỏe và tình trạng cơ thể một cách không xâm lấn. Tuy nhiên, vẫn còn thiếu các sợi dẫn điện phù hợp. Điều này giải thích tại sao các cảm biến dạng đeo có thể may vào quần áo vẫn chưa được phổ biến rộng rãi.

Các nhà nghiên cứu đã thử so sánh các cảm biến làm từ sợi Pecotex với những sợi dẫn diện bằng bạc sẵn có trên thị trường trong và sau khi thêu vào quần áo. Trong quá trình thêu, sợi Pecotex bền hơn và ít bị đứt hơn, và có thể thêu chồng nhiều lớp lên nhau. Tính chất này cho phép nó có thể tạo ra những loại cảm biến phức tạp. Sau khi thêu, sợi Pecotex chứng tỏ rằng điện trở của chúng thấp hơn so với các sợi chỉ bằng bạc, nghĩa là chúng dẫn điện tốt hơn.

Quy trình sản xuất sợi Pecotex và sử dụng nó vào máy khâu để làm cảm biến đính trên quần áo | Ảnh: NNC

Đồng tác giả TS. Firat Güder cũng thuộc Khoa Kỹ thuật Sinh học, cho biết Pecotex hoạt động hiệu quả và có thể thích ứng với các nhu cầu khác nhau. Có thể sản xuất khối lượng lớn các cảm biến bằng sợi Pecotex với chi phí không mấy tốn kém bằng cách sử dụng cả máy thêu vi tính gia đình và công nghiệp.

Các cảm biến thêu vẫn giữ được các đặc tính nội tại của vải như có thể dùng để mặc, thoáng khí và tạo cảm giác trên da. Chúng cũng có thể giặt bằng máy giặt ở nhiệt độ lên đến 30 °C.

Tiếp theo, các nhà nghiên cứu sẽ khám phá những lĩnh vực ứng dụng mới của Pecotex như lưu trữ năng lượng, thu năng lượng và cảm biến sinh hóa dùng trong y học cá thể hóa, cũng như tìm kiếm đối tác để thương mại hóa kết quả nghiên cứu.

Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Materials Today vào tháng 6/2022.