ملخصات الأبحاث

ألياف صمامات ثنائية لاتصالات بصرية قائمة على النسيج

.M. Rein et al
  • Published online:

إنّ الصمامات الثنائية لأشباه الموصلات هي وحدات البناء الأساسية لعمليات الحوسبة والاتصالات والاستشعار الحديثة. ومن ثم، يمكن لدمجها في ألياف نسيجية أن يزيد من إمكانات النسيج ووظائفه، مثل الاتصالات نسيجية الأساس، أو مراقبة الوظائف الفسيولوجية للجسم، لكن ألياف الصمامات الثنائية شبه الموصلة، التي تُعَد ضرورية لمثل هذه الأنظمة، لم يتم التوصل إليها بعد في الألياف المسحوبة حراريًّا. ويرجع السبب الرئيس في ذلك إلى القيود المتعلقة بالعملية.

يشير الباحثون، في البحث المنشور، إلى عملية سحب حراري قابلة للتوسع لألياف صمامات ثنائية متصلة كهربيًّا. وبدأ الباحثون بإنشاء شكل أَوّلِي عياني يحوي صمامات ثنائية منفصلة، بالإضافة إلى قنوات مجوّفة؛ لاستيعاب أسلاك النحاس أو التنجستن الموصِّلة. وعند تسخين الشكل الأَوّلِي، وسَحْبه إلى داخل أحد الألياف، تقترب الأسلاك الموصلة من الصمامات الثنائية، حتى يحدث اتصال كهربائي، ما ينتج عنه مئات الصمامات الثنائية المتصلة على التوازي داخل ليف وحيد. وتم التوصل إلى نوعين من الأجهزة داخل الألياف، هما: الصمامات الثنائية p–i–n الباعثة للضوء، والكاشفة ضوئيًّا. وتم الوصول إلى مسافة بين الجهازين، أصغر من 20 سنتيمترًا، بالإضافة إلى توازِ وتركيز للضوء باستخدام عدسة صُمِّمت في كسوة الليف. وتحافظ ألياف الصمامات الثنائية على أدائها على مستوى عَشْر دورات غسل، ما يشير إلى ملاءمة هذا النهج لتطبيقات الملابس. وبالإضافة إلى ذلك، تنشأ رابطة اتصال بصري مزدوجة الاتجاه بتردد ثلاثة ميجاهرتز بين نسيجين يحتويان على ألياف مستقبِلة وباعثة. وأخيرًا، تشير قياسات نبض القلب باستخدام الصمامات الثنائية إلى إمكانية تطبيقها في أنظمة مراقبة الحالة الفسيولوجية النسيجية بالكامل.

يقدّم النهج الذي اتبعه الباحثون مسارًا لتحقيق وظائف أكثر تطورًا في الألياف، ما يطرح إمكانية زيادة كثافة الأجهزة وخصائصها الوظيفية في ألياف المنسوجات الجاهزة المسحوبة حراريًّا.