Современные тканевые технологии включают в себя интеллектуальную модификацию одежды для достижения определенного эффекта. Одежда может быть изменена с помощью технологий, позволяющих изменять цвет, блокировать солнечный свет, собирать медицинские данные , излучать вибрацию или даже отображать пользовательские сообщения.
Вот некоторые из самых удивительных достижений в области тканевых технологий и умных тканей.
Кольчужная ткань для умных экзоскелетов
Хауберки или кольчужные рубашки использовались в средние века, но они определенно вышли из моды, верно?
Неверно. Они просто превратились во что-то другое. В 2021 году инженеры Калифорнийского технологического института (Caltech) и Технологического университета Наньян (NTU) в Сингапуре создали материал, похожий на кольчугу, который по команде превращается из мягкого в жесткий, выдерживая нагрузку в 50 раз больше собственного веса в жестком состоянии.
Чтобы создать ткань, команда соединила вместе полые пластиковые или напечатанные на 3D-принтере алюминиевые частицы, которые сцепляются друг с другом, позволяя им изменять форму, но сохраняя свою жесткость.
В отличие от аналогичных тканей, которые «настроены» на электромагнитные поля, чтобы придать им жесткость или расслабление, кольчуга использует переход с заклиниванием. По этому же принципу пакет с запечатанным под вакуумом рисом становится жестким, потому что зернам некуда двигаться. Аналогичным образом частицы запечатываются в вакуумные пакеты. Ткань может выдерживать до1 кг веса в жестком состоянии, что больше, чем у любой другой интеллектуальной ткани, разработанной на сегодняшний день.
Потенциальные применения этой ткани включают в себя защитную броню, адаптивные гипсы, которые изменяют жесткость по мере выздоровления пациента, мосты, которые можно развернуть, а затем укрепить на месте, и экзоскелеты, потенциально позволяющие людям с ограниченными физическими возможностями ходить нормально.
Самоочищающаяся одежда
Еще в 2016 году ученые из Королевского технологического института Мельбурна в Австралии разработали самоочищающуюся ткань, «выращивая» наноструктуры меди и серебра на хлопковых волокнах куска ткани.
Атомы металлов этих наноструктур возбуждаются светом. Под воздействием света материал способен разрушать органические вещества, очищаясь от пятен и грязи менее чем за шесть минут.
Изобретение может быть полезно в отраслях промышленности, основанных на катализе, таких как агрохимия и фармацевтика, но еще предстоит проделать большую работу по совершенствованию технологии и, особенно, чтобы попытаться гарантировать, что наночастицы металлов не попадут в сточные воды, что привело бы к проблемам с окружающей средой.
Наночастицы серебра также использовались для предотвращения неприятных запахов, убивая бактерии, но при определенных условиях они могут стать токсичными ионами.
Ткани, которые вас охлаждают
Использование кондиционеров и электрических вентиляторов для охлаждения составляет почти 20% от общего потребления электроэнергии, используемой в зданиях. И это проблема.
В 2020 году группа исследователей из Стэнфордского университета (США) и Нанкинского университета (Китай) модифицировала несколько кусков шелка (ткани, которая уже ощущается прохладной на человеческой коже, потому что она отражает большую часть падающего на нее солнечного света), чтобы она отражалась до 95% солнечного света. Таким образом, им удалось сохранить шелк на 3,5 ° C холоднее, чем окружающий воздух на солнце.
Ученые добились этого, добавив наночастицы оксида алюминия к шелковым волокнам. Эти наночастицы способны отражать ультрафиолетовые волны солнечного света, в результате кожа остается примерно на 12,5 ° C прохладнее, чем в одежде из хлопка.
Сначала ученые использовали искусственную кожу из силиконовой кожи для тестирования продукта. Когда они накинули искусственный шелк на имитацию кожи, под прямыми солнечными лучами кожа оставалась на 8 ° C холоднее, чем если бы шелк был обычным.
Затем они сделали рубашку с длинными рукавами из искусственного шелка и попросили добровольца надеть ее, стоя на солнце при температуре 37 ° C. Анализируя инфракрасные изображения, исследователи обнаружили, что модифицированный шелк не нагревается так сильно, как натуральный шелк или хлопчатобумажные ткани.
Более чем за год до этого группа исследователей из Национального института графена Манчестерского университета разработала новый интеллектуальный текстиль для одежды, адаптирующейся к теплу , используя преимущества инфракрасного излучения (способности излучать энергию) графена.
Источник: Манчестерский университет.
Одежда для сбора энергии
В 2016 году исследователи из Технологического института Джорджии в Атланте создали ткань, которая собирает энергию как от солнечного света, так и от движения.
Чтобы сделать ткань, команда сплела вместе нити шерсти, солнечные элементы, построенные из легких полимерных волокон, с трибоэлектрическими наногенераторами на основе волокон. которые генерируют небольшое количество электроэнергии от механического движения, такого как вращение, скольжение или вибрация.
Ткань имеет толщину 320 микрометров, она очень гибкая, дышащая и легкая. Команда предполагает, что однажды ее можно будет интегрировать в палатки, шторы или даже одежду.
Источник: DrB Technology Spotlight
Когда-нибудь эта технология сможет даже помочь нам заряжать наши телефоны в дороге.
«Цель заключалась в том, чтобы собрать энергию из нашей среды обитания (…)», — рассказывает Чжун Линь Ван, один из нанотехнологов, проводивших исследование. «И это исследование недавно привлекло много внимания, потому что в наши дни гибкая электроника, носимая электроника стали очень популярной и модной. Но каждому из этих устройств нужен источник энергии ».
Программируемые волокна
В июне 2021 года инженеры Массачусетского технологического института разработали «программируемые волокна», которые позволят нам переносить данные в нашей одежде .
Источник: MIT
Волокна изготовлены из кремниевых чипов, которые электрически соединены друг с другом. Таким образом, у них может быть определенная емкость хранилища файлов, которой хватит на срок до двух месяцев без дополнительного питания.
По словам старшего научного сотрудника Ёля Финка, эти цифровые волокна могут также действовать как датчики для мониторинга физической работоспособности и, возможно, даже для обнаружения заболеваний, особенно если они объединяют нейронную сеть. Нейронная сеть может помочь предсказать активность и особенности тела пользователя и, в конечном итоге, обеспечить раннее обнаружение респираторных заболеваний или проблем со здоровьем.
Одежда для биометрического мониторинга
Фитнес-часы — не единственные носимые устройства, которые могут отслеживать вашу активность, частоту сердечных сокращений, привычки сна и т. д.
Есть также спортивная одежда, рабочая одежда, одежда для сна и даже нижнее белье, которые делают это с помощью датчиков.
Нижнее белье, созданное текстильной компанией Myant, измеряет уровни стресса, стационарное время и другие распространенные параметры носимых устройств, а также овуляцию и утомляемость водителя.
В 2020 году исследователи Массачусетского технологического института также создали моющийся датчик, который отслеживает жизненно важные функции пользователя и может стать следующей большой революцией в области удаленного здравоохранения.
Источник: MIT
Тем временем исследовательский центр Empa в Швейцарии интегрировал оптические волокна в интеллектуальные ткани, чтобы контролировать кровообращение в коже и избежать пролежней у неподвижных пациентов.
С другой стороны, датская компания Edema ApS создала моющиеся чулки, модифицированные для определения изменений в объеме ног, что особенно полезно для пациентов, страдающих от скопления жидкости или потенциальных тромбов в этой части тела.
Источник: Ohmatex
Как видите, существует несколько приложений для умной одежды, и многие другие, как ожидается, появятся в ближайшее время. И хотя умная одежда может еще не стать мейнстримом, она может когда-нибудь навсегда изменить то, как мы одеваемся, так или иначе.
Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК