Naukowcy z Harvardu opracowali dzianinę zmieniającą kształt

Naukowcy z Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences opracowali maszynowo dziane tkaniny zdolne do przechodzenia między kilkoma stabilnymi kształtami, reagowania na ruch i działania jako przełączniki elektryczne. O wynikach pracy opublikowanej w czasopiśmie Advanced Functional Materials informuje ScienceDaily.

Wiele stabilnych kształtów

Zespół kierowany przez Kaushalyę Mahadevan wykorzystał technologię dziania wątkowego, stosowaną w przemyśle do produkcji czapek i rękawiczek. Naukowcy wybrali wysoce elastyczne przędze oraz metodę platerowania, w której różne przędze umieszcza się na przeciwległych powierzchniach dzianiny. Umożliwiło to uzyskanie gęstego i grubego materiału, który naturalnie zwija się w trójwymiarowe formy.

Poziome i pionowe pasy w tkaninie łączono w różnych konfiguracjach. W ten sposób powstały struktury, które gwałtownie przechodzą z jednego stabilnego położenia do drugiego i zachowują kształt, podobnie jak włącznik światła. W fizyce zdolność materiału do zachowywania kilku stabilnych konfiguracji nazywa się multistabilnością.

Badacze przeanalizowali, jak geometria i właściwości materiału wpływają na takie zachowanie, oraz określili warunki, w których dziany tekstyl staje się multistabilny. Modelowali również jego zachowanie, traktując dzianinę jako ciągły materiał, a nie pojedyncze przędze.

Więcej aktualnych wiadomości na kanale UA.News w Telegramie Telegram.

Elektroniczne urządzenia z tekstyliów

Do konstrukcji dodano cienkie przewodzące przędze. W rezultacie stały się one miękkimi, rozciągliwymi przełącznikami elektrycznymi, które zmieniają stan elektryczny podczas przechodzenia tkaniny między konfiguracjami.

W jednym z prototypów multistabilna dziana powłoka włączała i wyłączała diodę LED. Inne urządzenie można umieścić na kolanie lub łokciu: Arduino rejestruje ruch tkaniny podczas zginania stawu, co umożliwia liczenie kroków. Zespół stworzył również abażur, którego konfigurację można zmieniać, z trzema oddzielnymi przełącznikami: każdy z nich steruje światłem o innym kolorze.

Wykorzystane wyposażenie jest podobne do przemysłowych maszyn dziewiarskich, które są już stosowane w produkcji odzieży. Według autorów może to sprzyjać zwiększeniu skali produkcji funkcjonalnych urządzeń tekstylnych.

Czytaj nas na Telegram i Sends