Ученые Гарварда разработали вязаный текстиль, меняющий форму
Исследователи Гарвардской школы инженерии и прикладных наук имени Джона А. Полсона разработали машинно-вязаные ткани, способные переходить между несколькими устойчивыми формами, реагировать на движение и работать в качестве электрических переключателей. О результатах работы, опубликованной в журнале Advanced Functional Materials, сообщает ScienceDaily.
Несколько устойчивых форм
Команда под руководством Каушальи Махадеван использовала технологию поперечного вязания, которую промышленность применяет для производства шапок и перчаток. Ученые выбрали высокоэластичные нити и метод платирования, при котором разные нити располагают на противоположных поверхностях полотна. Это позволило получить плотный и толстый материал, который естественным образом скручивается в трехмерные формы.
Горизонтальные и вертикальные полосы в ткани комбинировали в различных конфигурациях. Так были созданы структуры, которые резко переходят из одного устойчивого положения в другое и сохраняют форму, подобно выключателю света. В физике способность материала сохранять несколько устойчивых конфигураций называют мультистабильностью.
Исследователи проанализировали, как на такое поведение влияют геометрия и свойства материала, и определили условия, при которых вязаный текстиль становится мультистабильным. Они также смоделировали его поведение, рассматривая полотно как сплошной материал, а не отдельные нити.
Больше актуальных новостей — в Telegram-канале UA.News Telegram.
Электронные устройства из текстиля
В конструкции добавили тонкие проводящие нити. В результате они стали мягкими растяжимыми электрическими переключателями, которые изменяют электрическое состояние при переходе ткани между конфигурациями.
В одном из прототипов мультистабильная вязаная оболочка включала и выключала светодиод. Другое устройство можно разместить на колене или локте: Arduino фиксирует движение ткани при сгибании сустава, что позволяет считать шаги. Команда также создала абажур, конфигурацию которого можно изменять, с тремя отдельными переключателями: каждый из них управляет светом другого цвета.
Использованное оборудование похоже на промышленные вязальные машины, которые уже применяются в производстве одежды. По оценке авторов, это может способствовать масштабированию функциональных текстильных устройств.
