ثورة في عالم الموضة.. منسوجات إلكترونية قابلة للتحلل البيولوجي ومستدامة

أعلن فريق بحثي بقيادة جامعة ساوثهامبتون بالتعاون مع جامعة غرب إنجلترا في بريستول وعدد من المؤسسات المرموقة، عن تحقيق تقدم كبير في تطوير منسوجات إلكترونية ذكية وقابلة للتحلل البيولوجي، وذلك في دراسة نُشرت في مجلة Energy and Environmental Materials.

وتتضمن هذه المنسوجات الإلكترونية المبتكرة، التي أطلق عليها اسم "SWEET"، دمج المكونات الإلكترونية مثل أجهزة الاستشعار، البطاريات، والأضواء في الأقمشة التقليدية. ويهدف المشروع إلى استخدام هذه المنسوجات في تطبيقات متعددة مثل الأزياء، الملابس الرياضية، والمراقبة الطبية، مما يعزز تجربة المستخدم من خلال إضافة تقنيات ذكية إلى الملابس اليومية.

ومن أبرز التحديات التي يسعى الفريق لحلها هو التأثير البيئي للمنسوجات التقليدية، خاصة عند وصولها إلى نهاية عمرها الافتراضي. وأوضح الأستاذ نظمول كريم من جامعة ساوثهامبتون أن العديد من الأقمشة التقليدية تحتوي على معادن مقاومة للتحلل البيولوجي، مثل الفضة، مما يجعل عملية إعادة التدوير صعبة. ولذلك، يعمل الفريق على تطوير منسوجات قابلة للتحلل تمامًا عند التخلص منها.

تصميم SWEET

تم تصميم منسوجات SWEET بثلاث طبقات رئيسية: طبقة استشعار، طبقة واجهة لأجهزة الاستشعار، وطبقة قماش أساسية. وتُصنع الطبقة الأساسية من نسيج Tencel القابل للتحلل البيولوجي والذي يتم استخراجه من مصادر خشبية متجددة. بينما تُستخدم المكونات الإلكترونية من الجرافين مع PEDOT: PSS، وهو بوليمر موصل يُطبع بدقة على القماش، مما يعزز وظائفه دون التأثير على استدامته البيئية.

وأثبت الفريق فاعلية هذه المنسوجات من خلال تجارب عملية مع خمسة متطوعين ارتدوا قفازات مزودة بنماذج من القماش، حيث نجحت هذه المنسوجات في مراقبة العلامات الحيوية مثل معدل ضربات القلب ودرجة حرارة الجسم، بما يتماشى مع معايير الصناعة.

التحلل البيولوجي وأثره البيئي

أظهرت الاختبارات أن المنسوجات الإلكترونية القابلة للتحلل تبدأ في فقدان وزنها بشكل سريع بعد دفنها في التربة، حيث فقدت 48% من وزنها و98% من قوتها بعد مرور 4 أشهر، مما يوضح تحللًا بيئيًا سريعًا وفعالًا. كما أظهرت تقييمات دورة الحياة أن استخدام أقطاب الجرافين في هذه المنسوجات كان له تأثير بيئي أقل بمقدار 40 مرة مقارنة بالأجزاء الإلكترونية التقليدية.

تطبيقات مستقبلية

وقد أكد الباحثون أن المنسوجات الإلكترونية المستدامة يمكن أن تكون الخيار الأمثل للصناعات التي تسعى لتقليل بصمتها البيئية. وأكدت الباحثة مارزيا دولال من جامعة غرب إنجلترا أن المنسوجات الإلكترونية المبنية على الجرافين توفر بصمة بيئية أقل بشكل كبير، مما يجعلها خيارًا بيئيًا مسؤولًا مقارنة بالإلكترونيات التقليدية.

وتعد تقنية الطباعة بالحبر المستخدمة في تصنيع هذه المنسوجات خطوة هامة نحو التصنيع المستدام، حيث تتيح الترسيب الدقيق للمواد الوظيفية على الأقمشة، مما يقلل من النفايات ويخفض استهلاك المياه والطاقة مقارنة بأساليب الطباعة التقليدية.

ويتطلع الفريق إلى تطوير تطبيقات لهذه المنسوجات في قطاع الرعاية الصحية، خاصة للكشف المبكر عن الأمراض مثل أمراض القلب التي تؤثر على ملايين الأشخاص حول العالم، مما يعيد تعريف مستقبل التكنولوجيا القابلة للارتداء ويعزز استدامتها البيئية.