Je leest:

Elektronische stof

Elektronische stof

Auteur: | 23 april 2011

Een bijzondere tentoonstelling in het Belgische Gent donderdag. Als voorproefje op het echte werk (de internationale beurs Techtextil in Frankfurt) organiseerde Universiteit Gent de ‘Smart Textiles Salon’. Meer dan 20 onderzoekers demonstreerden hun nieuwste vindingen op het gebied van e-textile; oftewel ‘elektronische stof’.

Van 24 t/m 26 mei vindt in Frankfurt voor de 16e keer het Techtextil symposium plaats. Het is ‘s werelds grootste beurs voor zogenaamd ’e-textile’.

Een voorbeeld van e-textile: een sportjack met ingebouwde zonnecellen; handig om je iPod van stroom mee te voorzien.
Messe Frankfurt Exhibition GmbH / Jean-Luc Valentin

Om er alvast in te komen organiseerde Universiteit Gent afgelopen donderdag een eigen tentoonstelling. Op de Smart Textiles Salon presenteerden meer dan 20 onderzoekers de laatste prototypes van hun e-textile-producten. Maar wat is ‘elektronische stof’ eigenlijk?

In feite is het wat de naam impliceert: stof waar elektronica in is verwerkt, vaak sensoren of computerchips. Hierdoor krijgt het materiaal een vorm van intelligentie: je trui kan bijvoorbeeld je temperatuur bepalen of je tikt op je mouw om de ingebouwde mp3-speler aan te zetten.

Twee generaties

Tegenwoordig zijn er globaal gezien twee typen e-textile. In het eerste geval zijn elektronische componenten aan de vezels van de stof bevestigd. De componenten moeten daarbij wel met elkaar in verbinding staan en daarom is dit e-textile meestal gemaakt van geleidend materiaal, zoals hele dunne draden roestvrij staal. Die vormen dan de elektrische verbindingen tussen de aangebrachte componenten.

De elektronische componenten kunnen aan de geleidende draden worden gemaakt door minuscule metalen contactplaatjes aan de uiteinden van twee ‘stofdraden’ te solderen. Zogenaamde sporen – bedrading van bijvoorbeeld koper – verbinden de contactplaatjes vervolgens met het component.

Een stroomgeleidende draad ziet eruit als heel gewoon garen.
Flickr: Rain Rabbit

Inmiddels zijn onderzoekers bezig met een nieuwe categorie e-textile. Hierbij zijn de draden zélf elektronische componenten, zoals een transistor. Daarmee wordt de stof eigenlijk één grote geïntegreerde schakeling (chip). Voor een draad-transister heb je wel speciaal materiaal nodig, want de draad moet flexibel zijn, niet te zwaar, goedkoop en gemakkelijk te verwerken. Organische halfgeleiders voldoen aan deze eisen en een veelvoorkomende draad-transistor is dan ook de organic field-effect transistor (OFET).

Brandweermannen

Maar wat heb je aan al die techniek? Dat liet de Gentse tentoonstelling goed zien. Eén van de exposanten was ProeTEX, een Europees project waaraan 23 bedrijven, onderzoeksinstituten en universiteiten – waaronder Universiteit Gent – meewerkten. Ze ontwikkelden gezamenlijk een verzameling kledingstukken voor brandweerlieden; E-kledingstukken welteverstaan. Ze bevatten allemaal sensoren die de gezondheid van de hulpverlener in de gaten houden tijdens het gevaarlijke werk.

Het onderhemd heeft bijvoorbeeld sensoren voor het bepalen van de hartslag, de temperatuur en de ademhaling. Daarnaast bevatten de schoenen en het buitenpak sensoren voor de omgeving: hoe warm is het, hoe hoog is de concentratie koolmonoxide, etc.. Ten slotte zijn er ook componenten die de locatie, houding en beweging van de hulpverlener in de gaten houden, zodat er hulp kan komen als de brandweerman- of vrouw op de grond valt.

Geen smart dust

E-textile heeft wel wat weg van smart dust: dat is ook een netwerk van sensoren (met chips). Het grote verschil is echter dat de componenten van smart dust draadloos met elkaar zijn verbonden, terwijl e-textile juist bedrading gebruikt.

Voor die hulp is het wel van belang dat alle informatie wordt doorgespeeld naar de centrale hulppost. Hiervoor bevat de buitenkleding een zogenaamde ‘professional electronic box’ (PEB). Die verzamelt elke seconde de gegevens van alle sensoren (via een draadloze verbinding) en stuurt ze door naar de ‘operator module’, ook in het buitenpak. Daarvandaan wordt de data doorgestuurd naar de centrale hulppost, maar niet voordat de gegevens zijn opgeslagen in een lokale database. De brandweerlieden bevinden zich tenslotte in een chaotische omgeving, waardoor er niet altijd een goede verbinding is. Zodra er een verbinding tot stand komt, wordt de lokale database gesynchroniseerd met die van de hulppost.

Ingebouwd licht

Je kunt overigens ook andere elektronica dan sensoren in de stof verwerken; lichtgevende componenten bijvoorbeeld. Het Spaanse bedrijf Sensing Tex, dat ook op de tentoonstelling aanwezig was, produceert onder andere lichtgevende gordijnen. Hiervoor verweven ze glasvezeldraden door de gewone stof, zodat het gordijn oplicht als je een lichtbron erop aansluit.

Hier kun je goed zien dat er lichtgevende draden door de stof zijn geweven.

Er zijn meer manieren om lichtgevend e-textile te maken. Je kunt bijvoorbeeld elektroluminescerende draden gebruiken. Zulke vezels geven licht wanneer er stroom doorheen loopt. Het inbouwen van LEDs in de stof is ook een mogelijkheid. Dat heeft Philips bijvoorbeeld gedaan voor het project Lumalive.

En nog veel meer

De toepassingen van e-textile lijken eindeloos. Vooral in de gezondheidszorg is het een uitermate geschikt middel voor het monitoren van een patiënt, omdat het een eenvoudig en comfortabel systeem is. Het bedrijf BioTex houdt zich bijvoorbeeld bezig met het maken van stoffen sensoren voor in het ziekenhuis. Dit e-textile is ook heel handig in de sportwereld. Je kunt het dan gebruiken om de sporter tijdens een training of wedstrijd nauwkeurig in de gaten te houden.

Tenslotte is e-textile ook inzetbaar voor entertainment. Het bedrijf Eleksen maakt bijvoorbeeld allerlei stoffen touchpads. Die kun je onder andere aan de binnenkant van je jas naaien: op de buitenkant teken je de icoontjes en zie daar de bediening van je mp3-speler. Ook leuk is het stoffen toetsenbord. Die steek je in je zak en als de toetsjes op je telefoon toch iets te klein zijn, rol je hem uit.

Dat er veel toepassingen zijn, zal goed te zien zijn op het Techtextil symposium straks in Frankfurt. Op maar liefst 12 gebieden zullen bedrijven hun laatste vindingen presenteren, van gezondheidszorg tot auto-industrie en van sport tot beveiliging. In veel gevallen zal het gaan om prototypes of producten die nog niet bestemd zijn voor consumenten, maar dat maakt e-textile niet minder leuk.

Bronnen

  • Magenes et al., ‘Fire fighters and rescuers monitoring through wearable sensors: The ProeTEX project’, Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), pp.3594-3597, 2010, doi: 10.1109/IEMBS.2010.5627452
  • Marculescu et al., ‘Electronic textiles: A platform for pervasive computing’, Proceedings of the IEEE, vol.91, no.12, pp. 1995- 2018, Dec 2003, doi: 10.1109/JPROC.2003.819612
  • Hamedi et al., ‘Towards woven logic from organic electronic fibres’, Nature Materials 6, pp.357 – 362, 2007, doi: 10.1038/nmat1884

Lees meer over kleding op Kennislink:

Oeps: Onbekende tag `feed’ met attributen {"url"=>"https://www.nemokennislink.nl/kernwoorden/kleding/index.atom?m=en", “max”=>"7", “detail”=>"minder"}

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 23 april 2011

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.