باحثون أمريكيون يصممون قميصاً ذكياً يراقب ضربات القلب

صمم باحثون من مختبر جامعة "رايس" الأميركية قميصاً ذكياً لمراقبة معدل ضربات القلب وأخذ مخطط ل كهرباء القلب بشكل مستمر.

ويُمكن أن يساعد القميص الذكي المرضى باضطرابات القلب على إدارة حالتهم الصحية، كما يُمكن أن يُحذرهم أيضاً في حال حدوث شذوذ مَرضي ل ضربات القلب يستلزم نقلهم إلى المستشفى.
والقميص الجديد يستخدم أنابيب نانوية موصلة، إضافة إلى الأنسجة المستخدمة في حياكة الملابس العادية.
والألياف المصنوع منها القميص موصلة تماماً مثل الأسلاك المعدنية، ولكنها قابلة للغسل ومريحة وأقل عرضة للتلف عندما يكون الجسم في حالة حركة.

ويعد القميص الجديد أفضل في جمع البيانات من جهاز مراقبة حزام الصدر القياسي والذي يأخد قياسات حية أثناء التجارب. وعند المطابقة مع أجهزة مراقبة الأقطاب الكهربائية التجارية، أعطى قميص الأنابيب النانوية الكربونية تخطيطاً لكهربية القلب بكفاءة أعلى.
وقالت طالبة الدراسات العليا في "رايس"، لورين تايلور، وهي المؤلفة الرئيسية للدراسة، إن القميص يجب أن يكون محكماً على الصدر، ما يعني أنه ربما لا يكون مُريحاً كالملابس العادية، إلا أن الباحثين يسعون لتطويره في المستقبل القريب بحيث يكون فضفاضاً وقادراً على أخذ القياسات بدقة في الوقت ذاته.
ويقول الباحثون إن ألياف الأنابيب النانوية ناعمة ومرنة، والملابس التي تحتوي عليها قابلة للغسل في الغسالة. ويمكن حياكة الألياف آلياً مع القماش تماماً مثل الخيط القياسي، كما أن نمط الغرز المتعرج يسمح للنسيج بالتمدد دون كسرها.

وتقول تايلور إن الألياف لم توفر فقط اتصالاً كهربائياً ثابتاً بجلد مرتديها، ولكنها عملت أيضاً كأقطاب كهربائية لتوصيل الإلكترونيات، مثل أجهزة إرسال البلوتوث لنقل البيانات إلى هاتف ذكي أو الاتصال بشاشة خارجية يمكن وضعها في جيب المستخدم.
ابتكرت ألياف الأنابيب النانوية الكربونية في عام 2013. ومنذ ذلك الحين، تمت دراسة الألياف التي يحتوي كل منها على عشرات المليارات من الأنابيب النانوية لاستخدامها كجسور لإصلاح القلوب التالفة، وواجهات كهربائية مع الدماغ، واستخدامها في غرس القوقعة الصناعية، وكهوائيات مرنة، وأيضاً في تطبيقات السيارات والفضاء.
إلا أن خيوط الأنابيب النانوية الأصلية والتي يبلغ عرضها حوالي 22 ميكروناً كانت رفيعة جداً، بحيث يتعذر على ماكينة الخياطة التعامل معها.

وتقول تايلور إن الخيط القابل للخياطة، يتكون أساساً من ثلاث حزم كل واحدة منها تتكون من سبعة خيوط منسوجة بحجم مكافئ تقريباً للخيط العادي.
وحاول الباحثون في البداية نسج الخيط يدوياً، إلا أن النجاح كان محدوداً،فقرروا التعاون مع شخص يبيع آلات صغيرة مصممة لحياكة الخيوط الدقيقة، فنجحت فكرة دمج الأنابيب بالنسيج القماشي العادي.
وقالت تايلور إن النمط المتعرج يمكن تعديله لحساب مقدار التمدد المحتمل للقميص أو الأقمشة الأخرى.

ويمكن أن تسمح التعديلات الطفيفة في هندسة الألياف والإلكترونيات المرتبطة بالملابس في نهاية المطاف بمراقبة العلامات الحيوية أو المجهود القلبي أو معدل التنفس.
وتشير تايلور إلى أن الاستخدامات المحتملة الأخرى يمكن أن تشمل واجهات بين الإنسان والآلة للسيارات أو الروبوتات المرنة، أو أجهزة مراقبة الصحة أو توفير الحماية للجنود الذين يرتدون الزي العسكري