Glöm den smarta klockan. Ta på dig den smarta tröjan.

Forskare vid UBC Okanagan's School of Engineering har utvecklat en lågkostnadssensor som kan sammanflätas i textilier och kompositmaterial. Även om forskningen fortfarande är ny, sensorn kan bana väg för smarta kläder som kan övervaka mänskliga rörelser.

Den inbäddade mikroskopiska sensorn kan känna igen lokal rörelse genom sträckningen av de vävda garnen som är behandlade med grafennanoplättar som kan läsa av kroppens aktivitet, förklarar ingenjörsprofessor Mina Hoorfar.

"Mikroskopiska sensorer förändrar hur vi övervakar maskiner och människor, säger Hoorfar, ledande forskare vid Advanced Thermo-Fluidic Lab vid UBC:s Okanagan campus. "Kombinera krympningen av teknik tillsammans med förbättrad noggrannhet, framtiden är mycket ljus på detta område."

Denna "krympande teknologi" använder ett fenomen som kallas piezo-resistivitet - ett elektromekaniskt svar från ett material när det är under belastning. Dessa små sensorer har visat ett stort löfte när det gäller att upptäcka mänskliga rörelser och kan användas för hjärtfrekvensövervakning eller temperaturkontroll, förklarar Hoorfar.

Hennes forskning, utförs i samarbete med UBC Okanagans Materials and Manufacturing Research Institute, visar potentialen för en låg kostnad, känslig och töjbar garnsensor. Sensorn kan vävas in i spandexmaterial och sedan slås in i ett töjbart silikonhölje. Denna mantel skyddar det ledande lagret mot tuffa förhållanden och möjliggör skapandet av tvättbara bärbara sensorer.

Medan idén med smarta kläder – tyger som kan tala om för användaren när den ska återfukta, eller när man ska vila – kan förändra friidrottsbranschen, UBC-professor Abbas Milani säger att sensorn har andra användningsområden. Den kan övervaka deformationer i fiberförstärkta komposittyger som för närvarande används i avancerade industrier som bilindustrin, flyg- och marintillverkning.

Den billiga töjbara kompositsensorn har också visat en hög känslighet och kan upptäcka små deformationer som garnsträckning samt deformationer utanför planet på otillgängliga platser i kompositlaminat, säger Milani, direktör för UBC Materials and Manufacturing Research Institute.

Testningen indikerar att ytterligare förbättringar av dess noggrannhet kan uppnås genom att finjustera sensorns materialblandning, och förbättra dess elektriska ledningsförmåga och känslighet. Så småningom, detta kan göra det möjligt att fånga upp stora brister som "fiberveckning" under tillverkningen av avancerade kompositstrukturer som de som för närvarande används i flygplan eller bilkarosser.

"Avancerade textilkompositmaterial gör det bästa av att kombinera styrkorna hos olika förstärkningsmaterial och mönster med olika hartsalternativ, ", säger han. "Att integrera sensorteknologier som piezo-resistiva sensorer gjorda av flexibla material som är kompatibla med värdtextilförstärkningen håller på att bli en verklig spelförändring i den framväxande eran av smart tillverkning och nuvarande automatiserade industritrender."