Вчені створили одяг із сенсорним екраном: дисплей можна прати

Дослідники Національного університету Сінгапуру розробили текстиль із повноколірним сенсорним дисплеєм, вплетеним безпосередньо у волокна тканини. Прототип у вигляді рукава може показувати зображення та відео, реагувати на дотики й бездротово з’єднуватися з іншими пристроями. При цьому матеріал залишається гнучким, повітропроникним і придатним до прання.

Команда Коледжу дизайну та інженерії університету інтегрувала в рукав 54 пікселі, створені на основі спеціальних електронних волокон. Розробка демонструє, як одяг може перетворитися на інтерактивний інтерфейс без традиційного скляного екрана чи жорсткої панелі.

Як працює сенсорний дисплей у тканині

Екрани смартфонів і ноутбуків зазвичай складаються з плоских панелей, на яких відображається інформація та розміщуються елементи керування. Звичайна тканина, навпаки, утворена тонкими волокнами, тому створити в ній повноцінний кольоровий дисплей із сенсорним керуванням набагато складніше.

Сінгапурська команда розробила волокно, яке одночасно виконує роль пікселя та розпізнає дотики. Коли користувач натискає на певну ділянку, у волокні замикається електричне коло. Система визначає місце натискання, після чого активується найближчий піксель.

«Нам вдалося побудувати систему графічного інтерфейсу з електронних компонентів у формі волокон — подібних до звичайної пряжі, але з розширеними електронними функціями, безпосередньо інтегрованими в них», — пояснив доцент Худієв, який брав участь у розробці.

Тисячі мікрочипів усередині тонкого волокна

Для створення дисплея дослідники розробили метод точного формування електричних контактів на тонких ізольованих дротах. Лазер відкриває потрібні ділянки, а контрольоване змочування поверхні спрямовує розплавлений припій до визначених точок з’єднання.

Завдяки цьому команда змогла інтегрувати понад 5000 мікрочипів, сформувавши більш ніж 20 000 електричних з’єднань.

Потім взаємопов’язану смугу цифрових світлодіодів вбудували в багатошарове волокно за допомогою технології термічного витягування. Вона дає змогу формувати функціональні шари з високою точністю. За даними дослідників, отримана структура має товщину близько одного міліметра, а довжина волокна становить приблизно 10 метрів.

Під світлодіодами розміщено шар, який відповідає за визначення дотиків. У такий спосіб дисплей і сенсорна система працюють разом у межах текстильної структури.

Які можливості відкриває розумний одяг

За задумом розробників, такі волокна можуть стати основою одягу, який безпосередньо взаємодіє з цифровими пристроями та відображає дані про стан організму. Наприклад, тканина потенційно зможе показувати інформацію з під’єднаних систем моніторингу здоров’я або виконувати функції керування електронікою.

Важливо й те, що технологія не потребує звичайного жорсткого дисплея. Це може зробити інтерактивний одяг зручнішим у ситуаціях, де важливі гнучкість, мала товщина та свобода рухів.

Водночас наразі йдеться про дослідницький прототип, а не про готовий масовий продукт. Попереду залишаються питання вартості виробництва, довговічності електронних компонентів і практичного використання технології в повсякденному одязі. Попри це, розробка показує, що тканина може бути не лише матеріалом для одягу, а й повноцінною цифровою поверхнею — здатною відображати інформацію та реагувати на дотики.