به سوی آینده ای پایدار: نوآوری منسوجات الکترونیکی برای هماهنگی با محیط زیست

تیمی از محققان دانشگاه کمبریج راه‌حل‌های نوآورانه‌ای را برای مقابله با چالش‌های پیرامون منسوجات الکترونیکی (منسوجات الکترونیکی) و تأثیر آنها بر محیط‌ زیست پیشنهاد می‌کنند. منسوجات الکترونیکی لباس‌هایی هستند که با قطعات الکترونیکی تعبیه شده‌اند و طیف وسیعی از قابلیت‌ها مانند ذخیره‌سازی انرژی، قابلیت‌های سنجش و توانایی‌های محاسباتی را ارائه می‌دهند. آنها در زمینه های مختلف از جمله مراقبت های بهداشتی، بازی، تمرینات ورزشی و نظارت بر محیط زیست کاربرد دارند.

علیرغم مزایای بالقوه آنها، پذیرش گسترده منسوجات الکترونیکی با موانع قابل توجهی روبرو است. یکی از موانع اصلی هزینه بالای تولید آنهاست که دسترسی مصرف کنندگان را محدود می کند. علاوه بر این، فرآیند تولید آن ها باعث تخریب و آسیب به محیط زیست میشود ، به ویژه از طریق انتشار میکروپلاستیک ها در منابع آب.

برای مقابله با این چالش ها، تیم تحقیقاتی از انتقال به سمت یک مدل اقتصاد دایره ای پایدار حمایت می کند. این رویکرد بر مفهوم طراحی ۴R تأکید دارد: تعمیر، بازیافت، جایگزینی و کاهش. هدف این تیم با گنجاندن این اصول در طراحی و تولید منسوجات الکترونیکی، به حداقل رساندن اثرات زیست‌محیطی و در عین حال ارتقای پایداری اقتصادی است.

مکانیسم‌های تعمیر برای افزایش طول عمر منسوجات الکترونیکی، از جمله تعمیرات در سطح الیاف مانند دوخت مجدد و تعمیرات انبوه در سطح پارچه مانند پوشش مجدد، پیشنهاد شده‌اند. ادغام مکانیسم‌های خود ترمیمی می‌تواند دوام را بیشتر کند و به پارچه‌های الکترونیکی اجازه دهد تا آسیب‌های جزئی را در طول زمان به طور مستقل ترمیم کنند.

استراتژی های بازیافت شامل جداسازی اجزای الکترونیکی از مواد نساجی، امکان استفاده مجدد و استفاده مجدد از آنها است. با این حال، هنگام برخورد با پارچه های پیچیده حاوی الیاف الکترونیکی کاربردی، چالش هایی به وجود می آید. راه حل های نوآورانه ای برای ساده کردن فرآیند بازیافت و به حداقل رساندن مصرف منابع مورد نیاز است.

جایگزینی مواد سنتی با جایگزین های پایدار یکی دیگر از زمینه های تمرکز است. الیاف زیستی استخراج شده از منابع طبیعی مانند پشم، ابریشم و سلولز به عنوان جایگزین های تجدیدپذیر برای مواد مصنوعی مورد بررسی قرار می گیرند. علاوه بر این، تلاش‌هایی برای توسعه مواد مشتق‌شده زیستی برای کپسوله‌سازی فیبر الکترونیکی انجام می‌شود که وابستگی به مواد غیرقابل تجزیه زیستی را کاهش می‌دهد.

تلاش‌ها برای کاهش اثرات زیست‌محیطی فراتر از انتخاب مواد است و شیوه‌ های تولید و استفاده را در بر می‌گیرد. استراتژی ها شامل کاهش انتشار گازهای گلخانه ای و مصرف انرژی در طول تولید و طراحی منسوجات الکترونیکی با حداقل استفاده از مواد و در عین حال حفظ عملکرد است.

با نگاهی به آینده، محققان یک نقشه راه برای توسعه راه حل های نساجی الکترونیکی یکپارچه ترسیم می کنند. این شامل استانداردسازی پلتفرم‌های نساجی الکترونیکی، اجرای فناوری‌های پردازش نوآورانه، و تقویت همکاری در بین بخش‌ها برای تحقق بخشیدن به آینده‌ای پایدار برای منسوجات الکترونیکی است.

در نتیجه، تیم تحقیقاتی بر اهمیت اتخاذ شیوه‌های آگاهانه محیطی در طراحی، تولید و استفاده از منسوجات الکترونیکی تأکید می‌کند. با پذیرش اصول ۴R و اولویت دادن به پایداری، هدف آنها هموار کردن راه برای یک صنعت نساجی الکترونیکی سازگارتر با محیط زیست و اقتصادی است.