スマートウェアは、ハイプサイクルの定番アイテムだが、なかなか実現しないようだ。しかし、ニットウェアでDoomをプレイしたい人にとって、今週、科学者たちから一筋の希望の光が報告された。
シンガポールを拠点とする研究者グループは、ファイバー引き抜き機に投入できる小さな半導体部品の開発に成功したと報告しており、その結果、互いに感知、通信、相互作用できる連続した高性能の柔軟なファイバーが実現した。
付随するレビューによると、最新の開発により、既存の製造方法を克服し、破損した欠陥のある半導体コアを持つ糸を製造できるという。
南洋理工大学の博士研究員である王志勲氏と彼のチームは、織り込まれた半導体において、コアが固化する段階と、それに続く別の段階であるファイバーが冷却される段階で応力が生じることを解明した。Nature誌に掲載された論文によると、これらの応力は、選択された材料の融点と熱膨張率の違いに起因しているという。
「著者らは、適切な材料の組み合わせを選択することで、両方の問題を軽減できることを示した。シリコンコアは超強靭なシリカガラスで被覆するとうまく機能し、ゲルマニウムコアはアルミノケイ酸ガラスで被覆するとより優れた性能を発揮した」とバージニア工科大学の研究者、シャオティン・ジア氏とアレックス・パロット氏は付随論文で述べている。
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研究者たちは、半導体材料をファイバーで包む方法を開発した。ガラス管の中に半導体材料を挿入し、両方の材料を加熱して細い糸状に引き伸ばせる程度に柔らかくした後、冷却する。酸でガラスを除去した後、この糸を金属線と共にポリマー管に通す。さらに加熱することで、この材料は数百メートルの長さの糸状に引き伸ばされる。研究者らは、この糸は信号の検出と処理が可能だと主張している。
開発成果を実証するため、チームは機能的なビーニー帽を製作し、視覚障害者支援におけるこの技術の屋外応用例を示した。インターフェースボードは帽子の内側に配置され、ビーニー帽から受信した信号は携帯電話のアプリケーションで処理できる。
論文によると、図dは「デモで使用された機能的なビーニー帽」です。インターフェースボードはビーニー帽の先端部に取り付けられています。図の下には、ビーニー帽が受信した信号がモバイルアプリケーションで視覚化されています。図eは「屋内Li-Fi通信システム用の機能的なセーター」です。その下には、機能的なセーターを介してデータを受信するブロック図と、セーターを介して送受信された建物（南洋理工大学のラーニングハブ）の写真があります。図fは、光電式容積脈波計で心拍数を測定する腕時計バンドで、光電子繊維が腕時計バンドに織り込まれています。（クリックして拡大）
「我々の研究は、半導体繊維を用いることで光電子工学に基づいた繊維、織物、機能性アパレルを実現できることを示しており、半導体はデバイスの性能を主に左右する重要な部品であるため、高性能な機能性繊維や織物を実現するための有望な道筋を示しています。我々の研究成果は、機能性繊維をこれまでにないセンシング、アクチュエーション、エネルギー変換、そしてコンピューティング能力へとさらに一歩前進させる可能性を秘めています」と研究者らは述べています。
Xiaoting Jia氏とAlex Parrott氏は次のように付け加えた。「Wang氏らのファイバーに埋め込まれたワイヤーは既存のコンピュータハードウェアに容易に接続できるため、この技術は人間と機械の統合システムの開発に役立つ可能性があります。したがって、この研究によって、人々が周囲の環境とシームレスに関わり、日常の体験を完全に没入感のあるものにすることができるスマートファイバーやファブリックの世代を想像することができます。」
いつか。たぶん。®
