Okay, Geständniszeit: In letzter Zeit habe ich viele Schlagzeilen über „smarte Textilien“ gelesen, und ehrlich gesagt lassen die meisten von mir die Augen gläsern werden. Shirts mit Graphen-Infusion? Temperatur-regulierende Jacken? Klingt cool, aber auch unglaublich kompliziert und teuer.
Aber diese hier von Harvard hat meine Aufmerksamkeit erregt – und nicht nur, weil es ums Stricken geht.
Wie sich herausstellt, haben einige Forscher an der Harvard School of Engineering and Applied Sciences entdeckt, dass dieselbe grundlegende Technik, die Ihre Großmutter verwendet hat, um Ihre buckeligen Weihnachtspullover zu stricken, tatsächlich Stoffe erzeugen kann, die ihre Form verändern, Bewegungen erfassen und als elektrische Schalter fungieren können. Keine ausgefeilte Nanotechnologie erforderlich. Nur Garn und clevere Ingenieurskunst.
Was ist das große Ding am „Schnappen“?
Hier wird es interessant. Das Team unter der Leitung der frisch promovierten Kausalya Mahadevan hat gestrickte Stoffe entwickelt, die im Wesentlichen von einer stabilen Form in eine andere „schnappen“ können – ähnlich wie ein Lichtschalter in die Ein- oder Aus-Position klickt und dort bleibt. Keine Elektrizität erforderlich, um die Position zu halten.
Die Forscher nennen dies „Multistabilität“, und es ist tatsächlich eine große Sache. Bisher bedeutete die Herstellung von Materialien, die sich krümmen und ihre Form halten, das sorgfältige Formen von Polymeren und die Kontrolle von Eigenspannungen in ihnen – komplexe, teure Angelegenheiten. Aber Mahadevan und ihr Team fanden heraus, dass das gute alte Weftstricken (die industrielle Methode hinter den meisten Mützen und Handschuhen) denselben Effekt allein mit Garn erzielen kann.
Wie? Sie verwendeten hochelastische Garne und eine Technik namens „Plating“, bei der verschiedene Garne auf gegenüberliegenden Seiten des Stoffes platziert werden. Dies erzeugt dichte, dicke Textilien, die sich natürlich in dreidimensionale Formen krümmen wollen – denken Sie daran, wie sich der Saum eines T-Shirts oft nach oben rollt, nachdem man ihn abgeschnitten hat. Dasselbe Prinzip, aber absichtlich und dramatisch.
„Die Garnauswahl und die Wahl der Maschinenparameter ermöglichten es uns, im Grunde einen Stoff auszuwählen, der so schnappfreudig ist wie nur möglich“, erklärte Mahadevan.
Was können wir damit tatsächlich anfangen?
Hier wird es von einem „netten wissenschaftlichen Experiment“ zu „warte mal, das ist tatsächlich ziemlich erstaunlich“.
Das Harvard-Team ordnete ihre gestrickten Streifen in verschiedenen Mustern an und stellte fest, dass sie Textilien erzeugen konnten, die zwischen verschiedenen stabilen Konfigurationen hin- und herschnappen. Jede Konfiguration bleibt stabil, bis etwas – ein sanfter Zug, eine Körperbewegung – das Schnappen in einen anderen Zustand auslöst.
Dann wurden sie kreativ.
Sie webten dünne leitfähige Garne in den Stoff und hatten plötzlich weiche, dehnbare elektrische Schalter. Der Stoff ändert seinen elektrischen Zustand, wenn er zwischen den Formen hin- und herschnappt. Keine Knöpfe, keine Touchscreens, einfach nur... Stoff, der seinen Job macht.
In einer Demonstration schufen sie eine gestrickte Hülle, die eine LED ein- und ausschaltet, wenn sie zwischen ihren stabilen Zuständen wechselt. Sie bauten auch einen tragbaren Schalter, der über das Knie oder den Ellbogen gezogen wird – wenn man das Gelenk beugt, schnappt der Stoff, und ein Arduino zählt es als Schritt. (Hallo, zukünftige Fitness-Tracker!)
Vielleicht am coolsten von allen? Sie stellten einen rekonfigurierbaren Lampenschirm mit drei separaten Schaltern her. Dehnt man verschiedene Teile des Stoffes, leuchten unterschiedlich farbige Lichter auf. Stellen Sie sich einen Lampenschirm vor, der reagiert, wie man ihn berührt.
Diese Prototypen wurden sogar in einer Art-Lab-Installation präsentiert, was sich wie der perfekte Ort für Technologie anfühlt, die auf der Grenze zwischen Ingenieurwesen und Handwerk steht.
Warum das mehr bedeutet, als man denken könnte
Hier ist der Teil, der mich wirklich begeistert: Die in dieser Forschung verwendeten Maschinen sind im Wesentlichen dieselben industriellen Strickmaschinen, die bereits in Bekleidungsfabriken auf der ganzen Welt zu finden sind.
Dies ist keine Labortechnologie, die vielleicht, irgendwann, möglicherweise den Weg in die Produktion finden könnte. Die Kompatibilität mit bestehenden Fertigungsprozessen bedeutet,