Miếng vật liệu từ mỏng (màu vàng kim) được ép nhiệt vào tay áo, cho phép người mặc giao tiếp với nhau, sạc thiết bị không dây và đi qua cổng an ninh chỉ bằng một cái vẫy tay | Ảnh: Steve Zylius / UCI

Hãy tưởng tượng chiếc xe ô tô bắt đầu nổ máy khi bạn bước vào vì nó nhận ra chiếc áo khoác mà bạn đang mặc, hoặc một chiếc áo bệnh nhân liên tục đo các tín hiệu sinh tồn (nhiệt độ, mạch, huyết áp, nhịp thở..) của người bệnh và truyền dữ liệu đến cho bác sĩ. Đây chỉ là hai trong số nhiều ứng dụng mà loại vải dạng “mạng vùng cơ thể không dây” (body area network) có thể thực hiện được. Trong một bài báo được công bố gần đây trên tạp chí Nature Electronics, các nhà nghiên cứu tại Trường Kỹ thuật Henry Samueli của Đại học California, Irvine đã mô tả chi tiết cách tích hợp siêu vật liệu tiên tiến này vào các sản phẩm dệt may để tạo ra một hệ thống không dùng pin có thể giao tiếp giữa quần áo với những thiết bị gần đó. “Nếu bạn từng đưa chiếc điện thoại thông minh hoặc thẻ thanh toán của mình lại gần đầu đọc ở siêu thị tức là bạn đã sử dụng các công nghệ tín hiệu trường gần. Loại vải của chúng tôi hoạt động theo nguyên tắc tương tự, nhưng có phạm vi rộng hơn đáng kể”, phó giáo sư kỹ thuật điện và khoa học máy tính Peter Tseng và là đồng tác giả của nghiên cứu cho biết.

Phát minh này cho phép người đeo tương tác kỹ thuật số với các thiết bị điện tử gần đó và thực hiện thanh toán an toàn chỉ bằng một cú chạm hoặc vuốt tay áo. “Với sợi vải của chúng tôi, thiết bị điện tử sẽ thiết lập tín hiệu ngay khi bạn lướt quần áo qua đầu đọc không dây. Vì vậy, người dùng có thể chia sẻ thông tin chỉ bằng một cái bắt tay hoặc đập tay. Họ sẽ không cần mở khóa xe bằng chìa hoặc thiết bị riêng, mà chính cơ thể họ sẽ trở thành thẻ ra vào để mở cửa”, nghiên cứu sinh Amirhossein Hajiaghajani, đồng tác giả nghiên cứu giải thích.

Phó giáo sư Tseng so sánh công nghệ này với một tuyến đường sắt truyền năng lượng và tín hiệu khi lớp vải của chúng giao nhau. Hệ thống sẽ cho phép các đoạn mới được ghép với nhau dễ dàng, từ đó khiến các mảnh quần áo riêng biết có thể bắt cặp để “nói chuyện” với nhau.

Thời gian qua, giao thức giao tiếp trường gần đã thúc đẩy sự phát triển của những ứng dụng sạc không dây hoặc cung cấp năng lượng cho các cảm biến không pin. Tuy nhiên, nhược điểm của nó là chỉ giới hạn trong phạm vi vài inch. Các nhà nghiên cứu tại Đại học California, Irvine đã mở rộng phạm vi truyền tín hiệu lên hơn 4 feet (~1,2m) nhờ việc sử dụng những siêu vật liệu từ thụ động bằng lá khắc đồng và nhôm.

Nhóm nghiên cứu đã thiết kế loại vải mới có tính linh hoạt cao và phù hợp với chuyển động cơ thể. Vì tín hiệu được truyền thông qua cảm ứng từ - khác với những kết nối dây liên tục trong các loại vải thông minh hiện đại ngày nay – nên chúng có thể điều phối giữa những mảnh quần áo riêng biệt. Chẳng hạn với đồ thể thao, quần có thể đo chuyển động của chân trong khi giao tiếp với áo đang đo nhịp tim và những chỉ số cơ thể khác.

Hajiaghajani nói rằng vật liệu này có vô số ứng dụng trong y học, chẳng hạn như giải phóng y tá khỏi nhiệm vụ lắp cảm biến lên các bệnh nhân vì tất cả đều có thể tích hợp vào trong những chiếc áo được trang bị siêu vật liệu. Hajiaghajani nhấn mạnh rằng các vật liệu liên quan trong hệ thống đều có chi phí thấp, dễ chế tạo và tùy chỉnh. Độ dài và các nhánh khác nhau của “đường ray” siêu vật liệu có thể được ép nhiệt vào quần áo đã có mà không phải mua một bộ đồ công nghệ cao mới hoàn toàn. “Chúng tôi muốn tạo ra những thiết kế không chỉ rẻ tiền mà còn có thể giảm bớt gánh nặng mà những thiết bị điện tử hiện đại có thể mang lại trong cuộc sống của chúng ta”, ông nói.