Rendben, itt a bevallás ideje: az utóbbi időben rengeteg „intelligens textil” címet láttam, és őszintén szólva a legtöbb csak unott pillantást váltott ki belőlem. Grafénnal dúsított ingek? Hőszabályozó kabátok? Hangzatosnak tűnnek, de egyben hihetetlenül bonyolultnak és drágának is.
De ez a Harvardtól származó fejlesztés felkeltette az érdeklődésemet – és nem csupán azért, mert kötésről van szó.
Kiderült, hogy a Harvard Mérnöki és Alkalmazott Tudományok Iskolájának kutatói felfedezték, hogy ugyanaz az alapvető technika, amelyet a nagymamánk használt a csúnya karácsonyi pulóverek készítésére, valójában olyan textíliákat hozhat létre, amelyek képesek alakot váltani, érzékelni a mozgást, és elektromos kapcsolóként funkcionálni. Nincs szükség csúcstechnológiás nanotechnológiára. Csak fonalra és ügyes mérnöki megoldásokra.
Mi a nagy szám a „kattanásban”?
Itt válik igazán érdekessé a dolog. A Kausalya Mahadevan frissen doktorált kutató vezette csapat olyan kötött textíliákat fejlesztett ki, amelyek lényegében egyik stabil alakból a másikba „kattanhatnak” – hasonlóan ahhoz, ahogy egy villanykapcsoló kattintva kapcsol be vagy ki, és ott is marad. Nincs szükség áramra a pozíció fenntartásához.
A kutatók ezt „többállapotúságnak” (multistability) nevezik, és ez valójában igen jelentős áttörés. Korábban az olyan anyagok előállítása, amelyek meghajlanak és megtartják alakjukat, polimerek gondos formázását és a bennük lévő maradó feszültségek szabályozását jelentette – bonyolult és költséges folyamatot. Mahadevan és csapata azonban rájött, hogy a hagyományos láncszemes kötés (az az ipari módszer, amely a legtöbb sapka és kesztyű alapja) ugyanazt a hatást éri el pusztán fonalak segítségével.
Hogyan? Magas rugalmasságú fonalakat és egy „plating” (réteges bevezetés) nevű technikát alkalmaztak, amely különböző fonalakat helyez a textília ellentétes oldalaira. Ez sűrű, vastag szöveteket hoz létre, amelyek természetüknél fogva háromdimenziós alakokba akarnak göndörödni – gondoljunk csak arra, hogyan görbül felfelé egy póló alja, miután elvágjuk. Ugyanaz az elv, de itt szándékos és drámai mértékben.
„A fonalválasztás és a gépi paraméterek beállítása lehetővé tette számunkra, hogy gyakorlatilag olyan szövetet válasszunk, amely a lehető legkattanósabb” – magyarázta Mahadevan.
Mit is tudunk valójában kezdeni ezzel?
Itt válik a dolog „jól sikerült tudományos kísérletből” „várjunk csak, ez valójában elég lenyűgözővé”.
A Harvard-csapat a kötött csíkokat különböző mintázatokban rendezte el, és rájöttek, hogy olyan textíliákat hozhatnak létre, amelyek különböző stabil konfigurációk között váltanak. Minden konfiguráció addig marad stabil, amíg valami – egy gyenge húzás, a test mozgása – nem vált ki egy átugrást egy másik állapotba.
Ezután kreatívak lettek.
Vékony, vezető fonalakat szőttek a szövetbe, és hirtelen puha, nyújtható elektromos kapcsolókat kaptak. A szövet megváltoztatja elektromos állapotát, amikor az alakok között vált. Nincsenek gombok, nincsenek érintőképernyők, csak... a szövet, ami teszi a dolgát.
Egy demonstráció során egy kötött burkot készítettek, amely be- és kikapcsol egy LED-et, ahogy a stabil állapotai között mozog. Emellett egy visel