Banbrytande forskning har framgångsrikt skapat världens första riktigt elektroniska textil, med hjälp av undermaterialet grafen.

Ett internationellt team av forskare, inklusive professor Monica Craciun från University of Exeter, har banat väg för en ny teknik för att bädda in transparent, flexibla grafenelektroder till fibrer som vanligtvis förknippas med textilindustrin.

Upptäckten kan revolutionera skapandet av bärbara elektroniska enheter, som kläder som innehåller datorer, telefoner och MP3-spelare, som är lätta, hållbara och lätta att transportera.

Den internationella samarbetsforskningen, som inkluderar experter från Center for Graphene Science vid University of Exeter, Institutet för systemteknik och datorer, Mikrosystem och nanoteknik (INESC-MN) i Lissabon, universiteten i Lissabon och Aveiro i Portugal och Belgian Textile Research Centre (CenTexBel), publiceras i den ledande vetenskapliga tidskriften Vetenskapliga rapporter .

Professor Craciun, medförfattare till forskningen sa:"Detta är en central punkt i framtiden för bärbara elektroniska enheter. Potentialen har funnits där i ett antal år, och genomskinliga och flexibla elektroder används redan i stor utsträckning i plast och glas, till exempel. Men detta är det första exemplet på att en textilelektrod verkligen är inbäddad i ett garn. Möjligheterna för dess användning är oändliga, inklusive textila GPS-system, till biomedicinsk övervakning, personlig säkerhet eller till och med kommunikationsverktyg för dem som är sensoriskt nedsatt. De enda gränserna ligger verkligen inom vår egen fantasi."

På bara en atom tjock, grafen är det tunnaste ämnet som kan leda elektricitet. Det är mycket flexibelt och är ett av de starkaste kända materialen. Kapplöpningen har pågått för forskare och ingenjörer att anpassa grafen för användning i bärbara elektroniska enheter de senaste åren.

Denna nya forskning har identifierat att "enskiktsgrafen", som har exceptionell elektrisk, mekaniska och optiska egenskaper, gör det till ett mycket attraktivt förslag som en transparent elektrod för applikationer inom bärbar elektronik. I detta arbete skapades grafen med en tillväxtmetod som kallas kemisk ångavsättning (CVD) på kopparfolie, använder ett toppmodernt nanoCVD-system som nyligen utvecklats av Moorfield.

Det samarbetsteamet etablerade en teknik för att överföra grafen från kopparfolierna till en polypropenfiber som redan används i textilindustrin.

Dr Helena Alves som ledde forskargruppen från INESC-MN och University of Aveiro sa:"Konceptet med bärbar teknologi håller på att växa fram, men att ha helt textilinbäddad transparent och flexibel teknologi är för närvarande obefintlig. Därför, utvecklingen av processer och ingenjörskonst för integrering av grafen i textilier skulle ge upphov till ett nytt universum av kommersiella tillämpningar. "

Dr Ana Neves, Associate Research Fellow i Prof Craciuns team från Exeters Engineering Department och tidigare postdoktor vid INESC tillade:"Vi är omgivna av tyger, mattgolven i våra hem eller kontor, sätena i våra bilar, och självklart alla våra plagg och klädtillbehör. Införandet av elektroniska anordningar på tyger skulle förvisso vara en spelomvandlare inom modern teknik.

"Alla elektroniska enheter behöver ledningar, så den första frågan som tas upp i den här strategin är utvecklingen av att leda textilfibrer samtidigt som man behåller samma aspekt, komfort och lätthet. Metoden som vi har utvecklat för att förbereda transparenta och ledande textilfibrer genom att belägga dem med grafen kommer nu att öppna vägen för integrering av elektroniska enheter på dessa textilfibrer."

Dr Isabel De Schrijver, en expert på smarta textilier från CenTexBel sa:"Framgångsrik tillverkning av bärbar elektronik har potentialen för en störande teknik med ett brett utbud av potentiella nya applikationer. Vi är mycket glada över potentialen i detta genombrott och ser fram emot att se vart det kan ta vägen. elektronikindustrin i framtiden."

Professor Saverio Russo, medförfattare och även från University of Exeter, tillade:"Detta genombrott kommer också att främja födelsen av nya och transformativa forskningsriktningar som gynnar ett brett spektrum av sektorer, allt från försvar till hälsovård."

2012 professor Craciun och professor Russo, från University of Exeter's Center for Graphene Science, upptäckte GraphExeter - inklämda molekyler av järnklorid mellan två grafenlager som gör ett helt nytt system som är det mest kända transparenta materialet som kan leda elektricitet. Samma team upptäckte nyligen att GraphExeter också är mer stabil än många transparenta ledare som vanligtvis används av, till exempel, bildskärmsindustrin.