El traje de poder:no solo para el trabajo

¿Sabía que la integración de los nanomateriales, la fabricación y las telas de la confección está a punto de crear un "traje de poder" completamente nuevo que puede ayudar a monitorear a los pacientes o generar energía, entre otras innumerables posibilidades?

Cuatro institutos de fabricación de EE. UU. En colaboración con los centros NIST MEP están desempeñando un papel vital en esta industria y su cadena de suministro afiliada al aprovechar los desarrollos comerciales y técnicos que se pueden aplicar rápidamente en este nuevo campo.

A medida que el desarrollo de nanomateriales continúa a un ritmo acelerado, se identifican más aplicaciones que involucran la integración de dispositivos de alta tecnología con productos centenarios. Una de estas aplicaciones dentro de la industria de la confección es una nueva tendencia conocida como Power Suits.

Cosecha de energía

La recolección de energía es el proceso mediante el cual la energía se deriva de fuentes externas (por ejemplo, energía solar, energía térmica, energía eólica, gradientes de salinidad y energía cinética, también conocida como energía ambiental), capturada y almacenada para pequeños dispositivos autónomos inalámbricos. como los que se utilizan en dispositivos electrónicos portátiles y redes de sensores inalámbricos. A nivel de micro y miliamperios, esta práctica continúa ganando importancia a medida que se desarrollan dispositivos con requisitos de energía muy bajos. Es un área de interés para el sector de la confección específicamente en lo que se refiere a la transferencia del "movimiento" a la energía.

Las aplicaciones potenciales en esta industria pueden cambiar la vida.

La detección de una caída de una persona mayor, el suministro de energía para marcapasos u otros implantes y la inserción de dispositivos GPS en la ropa de los excursionistas o la localización de pacientes desorientados con Alzheimer son algunas de las posibilidades1. La transferencia se basa en dos fenómenos conocidos:efectos piezoeléctricos y triboeléctricos. Los efectos piezoeléctricos interconectan las señales eléctricas y la fuerza mecánica, mientras que los efectos triboeléctricos implican recolectar cargas opuestas en dos materiales diferentes una vez que los materiales entran en contacto entre sí.

El papel de los institutos y centros MEP de Manufacturing USA

Los Power Suits y otras prendas técnicamente avanzadas requieren desarrollos comerciales y tecnológicos de cuatro áreas altamente integradas:sensores flexibles, utilización de datos “inteligentes”, electrónica de potencia y tejidos. Estas se encuentran entre las áreas de enfoque tecnológico de los siguientes Institutos de Fabricación de EE. UU. Recientemente establecidos:

La misión de PowerAmerica es desarrollar procesos de fabricación avanzados que permitan la producción a gran escala de semiconductores de banda ancha (WBG), que permiten que los componentes electrónicos sean más pequeños, más rápidos y más eficientes que los semiconductores hechos de silicio.

NEXTFLEX se centra en desarrollar una nueva era en la fabricación de electrónica híbrida flexible (FHE) catalizando el ecosistema de electrónica híbrida flexible de EE. UU. Para comercializar tecnología a través de inversiones en la ampliación de materiales FHE, procesamiento de dispositivos adelgazados, impresión y empaquetado integrados de dispositivos / sensores, diseño de sistemas herramientas y pruebas y modelado de confiabilidad.

El Clean Energy Smart Manufacturing Innovation Institute reúne a un consorcio de casi 200 socios de la academia, la industria y organizaciones sin fines de lucro, de más de 30 estados, para impulsar avances en sensores inteligentes y controles de procesos digitales que pueden mejorar radicalmente la eficiencia de EE. UU. fabricación avanzada.

Una organización nacional sin fines de lucro respaldada por la industria, la academia, el gobierno y el capital de riesgo, el Instituto Advanced Functional Fabrics of America (AFFOA) acelerará la comercialización generalizada de telas altamente funcionales. Esto incluye avances recientes en materiales de fibra y procesos de fabricación que pronto nos permitirán diseñar y producir telas que ven, escuchan, detectan, comunican, almacenan y convierten energía, regulan la temperatura, monitorean la salud y cambian de color:el comienzo de una “revolución de las telas ”.

Un elemento clave para la implementación y adopción de estas nuevas tecnologías con los fabricantes de los EE. UU. Es la incorporación de MEP en los proyectos piloto de los institutos de fabricación de EE. UU. Que comenzaron en 2016. Algunos de los principales objetivos del piloto son:

• aumentar el conocimiento de los pequeños fabricantes estadounidenses sobre las áreas de enfoque y los recursos del Manufacturing USA Institute;
• asegurar la participación de los pequeños fabricantes estadounidenses en los procesos y actividades asociados con la información y el desarrollo de las agendas de investigación de los Institutos;
• aumentar la participación de los pequeños fabricantes estadounidenses en la investigación del Manufacturing USA Institute; y
• garantizar la transición de los resultados de la investigación del Instituto a los pequeños fabricantes estadounidenses para su implementación.

Solo el comienzo

El desarrollo de trajes eléctricos apenas rasca la superficie de los avances que son posibles con la integración de fenómenos físicos, nanomateriales y la adopción de nuevas tecnologías. La producción comercial de productos de vanguardia, como estos, requiere cadenas de suministro que integren nuevos desarrollos y procesos tecnológicos. A través de la colaboración de los Institutos de Fabricación de EE. UU. Y los centros MEP, los fabricantes podrán acceder a mercados que de otro modo hubieran sido inaccesibles, al tiempo que ofrecen nuevos productos innovadores a los consumidores.

Si está interesado en obtener más información sobre estos desarrollos, comuníquese con su Centro MEP local o la sede del MEP del NIST al 301-975-0413.

^1. "La nanotecnología podría traernos un" traje de poder "completamente nuevo, CEN.ACS.ORG, 16 de enero de 2017, P15-17.