パワースーツ：仕事だけではない

ナノマテリアル、製造、衣服の生地の統合が、患者の監視やエネルギーの生成に役立つまったく新しいウェアラブル「パワースーツ」の作成の最前線にあることをご存知ですか？

NISTMEPセンターと協力している4つのManufacturingUSA Instituteは、この新しい分野に迅速に適用できる商業的および技術的開発を利用することにより、この業界およびその関連サプライチェーンで重要な役割を果たしています。

ナノマテリアルの開発が加速するペースで続くにつれて、何世紀も前の製品とのハイテクデバイスの統合を含むより多くのアプリケーションが特定されています。衣料産業におけるこれらのアプリケーションの1つは、パワースーツとして知られる新しいトレンドです。

環境発電

環境発電は、エネルギーが外部ソース（たとえば、太陽光発電、熱エネルギー、風力エネルギー、塩分勾配、および運動エネルギー、周囲エネルギーとも呼ばれる）から得られ、小型のワイヤレス自律型デバイス用に取得および保存されるプロセスです。ウェアラブルエレクトロニクスやワイヤレスセンサーネットワークで使用されているもののように。マイクロアンペアおよびミリアンペアレベルでは、デバイスが非常に低い電力要件で開発されているため、この方法は引き続き重要性を増しています。これは、特に「動き」をエネルギーに変換することに関連しているため、衣料品セクターにとって関心のある分野です。

この業界での潜在的なアプリケーションは、人生を変える可能性があります。

高齢者の転倒を検出し、ペースメーカーやその他のインプラントに電力を供給し、GPSデバイスをハイカーの衣服に埋め込んだり、混乱したアルツハイマー病患者を特定したりすることも可能です1。転移は、圧電効果と摩擦電気効果という2つのよく知られた現象に基づいています。圧電効果は電気信号と機械力を相互接続しますが、摩擦電気効果は、材料が互いに接触すると、2つの異なる材料に反対の電荷を集めることを伴います。

製造米国研究所とMEPセンターの役割

パワースーツやその他の技術的に高度な衣服には、柔軟なセンサー、「スマート」データ利用、パワーエレクトロニクス、ファブリックの4つの高度に統合された領域の商業的および技術的開発が必要です。これらは、最近設立された次のManufacturing USAInstitutesの技術重点分野の1つです。

PowerAmericaの使命は、ワイドバンドギャップ（WBG）半導体の大規模生産を可能にする高度な製造プロセスを開発することです。これにより、電子部品をシリコン製の半導体よりも小さく、速く、効率的にすることができます。

NEXTFLEXは、米国のフレキシブルハイブリッドエレクトロニクスエコシステムを触媒して、FHE材料のスケールアップ、薄型デバイス処理、デバイス/センサー統合印刷およびパッケージング、システム設計への投資を通じてテクノロジーを商業化することにより、フレキシブルハイブリッドエレクトロニクス（FHE）製造の新時代の発展に焦点を当てています。ツール、信頼性のテストとモデリング。

クリーンエネルギースマートマニュファクチャリングイノベーションインスティテュートは、30を超える州の学界、業界、非営利団体からの約200のパートナーのコンソーシアムを結集し、米国の効率を根本的に向上させることができるスマートセンサーとデジタルプロセス制御の進歩を促進します。高度な製造。

産業界、学界、政府、ベンチャーキャピタルに支えられた全国的な非営利団体であるAdvanced Functional Fabrics of America（AFFOA）Instituteは、高機能ファブリックの広範な商業化を加速します。これには、繊維材料と製造プロセスにおける最近の進歩が含まれ、エネルギーを見て、聞いて、感知して、通信し、保存して変換し、温度を調整し、健康を監視し、色を変えるファブリックをすぐに設計および製造できるようになります。これは「ファブリック革命の夜明け」です。 」。

米国全土の製造業者にこれらの新技術を実装および採用するための重要な要素は、2016年に開始されたManufacturing USAInstitutesパイロットプロジェクトにMEPを組み込むことです。パイロットの主な目的のいくつかは次のとおりです。

• 米国の小規模製造業者のManufacturingUSAInstituteの重点分野とリソースに対する認識を高めます。
• 研究所の研究アジェンダの通知と開発に関連するプロセスと活動に、米国の小規模メーカーが関与していることを確認します。
• 米国の小規模製造業者のManufacturingUSAInstituteの調査への参加を増やす。および
• 研究所の研究結果を米国の小規模メーカーに確実に移行させて実施してください。

ほんの始まり

パワースーツの開発は、物理現象、ナノマテリアル、および新技術の採用の統合によって可能になる進歩の表面をかろうじて引っ掻きます。このような最先端の製品の商業生産には、新しい技術開発とプロセスを統合するサプライチェーンが必要です。 Manufacturing USA InstitutesとMEPセンターのコラボレーションにより、製造業者は、他の方法ではアクセスできなかった可能性のある市場にアクセスできると同時に、革新的な新製品を消費者に提供できるようになります。

これらの開発について詳しく知りたい場合は、最寄りのMEPセンターまたはNIST MEP本部（301-975-0413）にお問い合わせください。

---

^1。 「ナノテクノロジーは、まったく新しい「パワースーツ」、CEN.ACS.ORG、2017年1月16日、P15-17をもたらす可能性があります。