توسعه پارچه هایی که با گرم شدن تغییر شکل می دهند

21 فوریه 2023 – توسط دانشگاه آلتو-یک مستطیل از پارچه واکنشی تهیه شده از منسوجات فعال جدید. اعتبار: پدرو سیلوا / دانشگاه آلتو

منسوجات جدید توسعه یافته در دانشگاه آلتو با گرم شدن تغییر شکل می دهند و طیف گسترده ای از گزینه های جدید را در اختیار طراحان قرار می دهند. علاوه بر ارائه زیبایی قابل تنظیم، پارچه های هوشمند پاسخگو می توانند به نظارت بر سلامت افراد، بهبود عایق حرارتی و ارائه ابزارهای جدید برای مدیریت آکوستیک اتاق و طراحی داخلی کمک کنند.

پارچه های جدید تکنولوژی قدیمی و رویکردی جدید را در هم می بافند. الاستومرهای کریستالی مایع (LCEs) در دهه 1980 توسعه یافتند. LCE ها یک ماده هوشمند هستند که می توانند به گرما، نور یا سایر محرک ها پاسخ دهند و به عنوان لایه های نازک در رباتیک نرم استفاده می شوند. اگرچه LCE ها به صورت الیاف ساخته شده اند، اما تاکنون آنها را به پارچه تبدیل نکرده اند.

با همکاری محققان دانشگاه کمبریج، تیمی از گروه تحقیقاتی طراحی مواد چند منظوره در Aalto به رهبری پروفسور Jaana Vapaavuori، اکنون از نخ های LCE برای ساخت پارچه بافته شده با استفاده از تکنیک های متداول ساخت پارچه استفاده کرده و نحوه رفتار پارچه را آزمایش کرده اند. یافته ها در Advanced Materials منتشر شد.

این تیم نخ های LCE را در الگوهای مختلف بافتند. آنها دو نسخه از هر الگو را با استفاده از نخ نرم یا سفت LCE ساختند و سپس نحوه واکنش پارچه های مختلف به گرمای یک لامپ مادون قرمز را آزمایش کردند.تمام پارچه های LCE با گرم شدن منقبض شدند، اگرچه پاسخ دقیق از الگوی به الگوی دیگر متفاوت بود. تغییرات برگشت پذیر بودند – با کاهش دمای الگوها به شکل اولیه خود بازگشتند.

“در ابتدا، تاثیر استفاده از تکنیک‌های نساجی صنعتی با این نوع مواد جدید برای ما روشن نبود. خاصیت ارتجاعی دو نوع نخ LCE قابل مقایسه با اسپندکس یا حتی نرم‌تر است.

پدرو سیلوا، محقق فوق دکتری در Aalto که این مطالعه را هدایت می‌کند، می‌گوید: این بدان معناست که درک این موضوع ضروری است که آیا صنعت نساجی می‌تواند از این نخ‌ها استفاده کند و اینکه ترکیب آن با نخ‌های معمولی چگونه بر حرکت آنها تأثیر می‌گذارد.

در مرحله بعد، این تیم نخ های LCE را با کتانی و نایلون در یک الگوی شعاعی ترکیب کردند تا دایره ای ببافند که وقتی گرم می شود خود را به صورت مخروطی بلند می کند. گرم کردن الگو باعث انقباض نخ LCE شد و پارچه را به سمت بالا به شکل مخروطی کشید. همانطور که سرد شد، مخروط به یک دایره صاف بازگشت.

این اثبات مفهوم، منسوجات هوشمند و واکنشی را یک قدم به واقعیت نزدیک‌تر می‌کند.

 “از روز اول این پروژه، ما چالش کار با متخصصان رشته های مختلف در دو موسسه را پذیرفتیم. این تحقیق موفق شد و از این چند رشته ای بسیار سود برد و اکنون نتایج آشکارا در دسترس است. امیدواریم کار ما راه های جدیدی را آغاز کند.