Вы готовы к умным рубашкам, которые работают за вас?
Развитие мягкой робототехники открыло новые возможности для создания умных тканей и волокна, у которых есть уникальные механические, лечебные и функциональные особенности. Этот текстиль, который создан для сжатия и разжатия за счет электрических, тепловых и других энергий, может двигаться, подстраиваться под среду или влиять на проблемные участки тела.
Инженеры из Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее разработали новый искусственный текстиль, который способен формироваться в объемные текстуры. Несмотря на инновационность тканей, «они медленно работают из-за необходимости во внешнем раздражителе, а еще их очень сложно производить», — утверждает Тань Но До, руководитель исследований.
Чтобы полностью избавиться от возникающих затруднений в эксплуатации ткани, научная группа UNSW показа первые концепты микроскопических искусственных мышц с мгновенной реакцией: они пронизаны продолговатыми силиконовыми трубками с жидкостью, поэтому ими можно управлять, регулируя гидравлическое давление. Трубки находятся в спиралях, которые играют роль защиты от их внезапного надувания. Благодаря такому ходу, мышцы могут только удлиняться при повышении давления и сокращаться при его снижении. Этот гидравлический механизм открывает целый спектр движений, подобно человеческим.
Ученые нашли простой и доступный метод производства, при котором длинная тонкая силиконовая трубка вставляется прямо на пустую спираль для создания искусственных мышц диаметром от нескольких сотен до нескольких миллиметров. Благодаря этому способу можно ввести в массовый оборот искусственные мышцы любой длины и размера: диаметр которых может достигать до 0,5 миллиметров, а длина — не менее 5 метров.
Благодаря своей нитевидной структуре мышцы могут храниться в катушках и нарезаться в соответствии с конкретными требованиями к длине. Исследовательская группа изготовила «умные» волокна из искусственных мышц двумя способами. Один из них заключался в плетении или вязании активной ткани с использованием традиционных технологий производства волокон в качестве активной нити. Другой — встраивание не посредственно в традиционные ткани.
Хотя эта искусственная мышца все еще является концептуальной, ученые с оптимизмом смотрят на ее коммерциализацию в ближайшем будущем. Компания подала заявку на патентное сотрудничество по этим технологиям. Они работают с местными клиницистами над клинической проверкой новых технологий, включая умную компрессионную одежду, носимые вспомогательные устройства и мягкие тактильные интерфейсы.
Тем временем исследовательская группа продолжает совершенствовать свое изобретение. По словам До, в настоящее время исследователи достигли внешнего диаметра 0,5 мм, но это все еще далеко от человеческих мышечных волокон. Поэтому одна из главных задач для этой технологии — уменьшить размер мышцы до 0,1 мм или меньше в диаметре.
Еще одна трудность, на которую наткнулись изобретатели, это то, что гидравлическая система требует электрического подключения. Команда сейчас работает над созданием насоса и беспроводных кабелей, которые сделают технологию компактнее и гораздо удобнее.
Требуется еще одно улучшение — нужно сделать провода гибкими. По мнению исследователей, необходимы соответствующие исследования, чтобы продемонстрировать осуществимость производимых и стираемых машинным способом смарт-текстилей в индустрии умной одежды, а также дальнейшие исследования для включения функциональных компонентов в смарт-текстили для обеспечения дополнительных преимуществ В докладе говорится, что необходимы дальнейшие исследования, чтобы продемонстрировать осуществимость производимых и стираемых машинным способом смарт-текстилей, а также для включения функциональных компонентов в смарт-текстили для обеспечения дополнительных преимуществ.
