(Forget wearables: Future washable smart clothes powered by Wi-Fi will monitor your health)
2021-06-09 ｱﾒﾘｶ合衆国・パデュー大学
・ パデュー大学が、洗濯を耐久して電池が不要なウェアラブルに既存の衣類を変換してスマート化する技術を開発。
・ 電子回路やセンサーの微細化が進み、近い将来には多くの衣料のスマート化が予想される。携帯電話やコンピューター等の機械とのシームレスな通信が可能となることで生産性の向上が期待できるが、定期的な洗濯が必要な衣類での水に弱い電子部品の使用が課題となっている。
・ 新技術では、環境中の Wi-Fi からワイヤレスで電力を獲得するシルクベースのフレキシブルなコイル(OSCs)を利用。OSCs は、シルクフィブロインによる伸縮性と、多層カーボンナノチューブとキチンのカーボンナノフレークによる高い導電性を組み合わせたマイクロファイバーより構成される。
・ 超軽量であらゆる衣料に縫い付けられる OSCs は、高疎水性フッ素化分子のスプレーコーティングによりオムニフォビック(疎水性と疎油性)の特性を有し、性能劣化無く標準的な洗濯機による 50 回の洗浄を耐久する。コーティングは極薄いため、コットンの T シャツのような柔らかさや伸縮性、通気性を維持し、着用の快適さを損なわせない。
・ 例えば、通電したケーブルに接近すると指先を発光させて電気ショックの危険性を警告するバッテリーフリーの手袋や、ウォッシャブルな汗止めバンドに縫い付けた小型の心臓活動モニタリングシステム等のアプリケーションが可能。
・ ユビキタスな Wi-Fi 信号を利用して作動し、身体を保護するだけでなく、日常生活や健康管理、事故の防止を支援するウェアラブルツールとして機能するスマートな衣料を実現する。
・ 着用者の姿勢や動きの情報をモバイルアプリに送信し、他のインターフェイスを使用すること無く機械に人間の意図を理解させ、デバイスとの通信・相互作用やビデオゲームのあり方を拡張させるようなスマートな衣料を構想する。
・ 同技術は特許出願中。従来の大規模な縫製工場で作製できるため、今後の開発と商業化の促進が期待できる。
URL: https://www.purdue.edu/newsroom/releases/2021/Q2/forget-wearables-future-washable-smart-clothes-powered-by-wi-fi-will-monitor-your-health.html
＜NEDO海外技術情報より＞
（関連情報)
Nano Energy 掲載論文(アブストラクトのみ：全文は有料）
Washable, breathable, and stretchable e-textiles wirelessly powered by omniphobic silk-based coils
URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2211285521004110?via%3Dihub
Abstract
The commercial development of smart garments is currently hindered by significant challenges, such as dependence on batteries, reduced washability, and difficult incorporation into existing large-scale textile manufacturing technologies. This work describes an industrially scalable approach to transform conventional fabrics into smart textiles—wirelessly powered by omniphobic silk-based coils (OSCs). OSCs are stretchable and lightweight power-receiving coils that can be easily sewn onto any textile, enabling the safe wireless powering of wearable electronics via magnetic resonance coupling without compromising the comfort of the user. OSCs are composed of microfibers made of a novel silk-nanocarbon composite that benefits from the stretchability of silk fibroin and the high conductivity of multiwall carbon nanotubes and chitin carbon nanoflakes. The surface of the OSC-powered electronic textiles (e-textiles) is rendered omniphobic—both hydrophobic and oleophobic—using a spray-based silanization method, which imbues the e-textile with waterproof and stain repellent properties without compromising its flexibility, stretchability, or breathability. OSCs exhibit excellent stability in high moisture environments and under mechanical deformations, allowing them to undergo up to 50 standard machine-washing cycles without degradation in performance. Moreover, OSC-powered e-textiles can be fabricated at a low cost using scalable manufacturing processes, paving the way toward the rapid development and commercialization of machine-washable and battery-free smart clothing and reusable wearable electrophysiological sensors.
