Dobře, čas na přiznání: V poslední době jsem narazil na mnoho titulků o „chytrých tkaninách“ a upřímně řečeno, většina z nich mě nechává lhostejnou. Trička s grafenem? Termoregulační bundy? Zní to skvěle, ale zároveň neskutečně komplikovaně a draze.
Tento případ z Harvardu mi však upoutal pozornost – a to nejen proto, že se týká pletení.
Ukázalo se, že někteří výzkumníci na Harvardově škole inženýrství a aplikovaných věd objevili, že stejná základní technika, kterou používala vaše babička k pletení vašich hrbolatých vánočních svetrů, může ve skutečnosti vytvářet tkaniny schopné měnit tvar, detekovat pohyb a fungovat jako elektrické spínače. Žádná sofistikovaná nanotechnologie není potřeba. Pouze příze a chytré inženýrství.
Co je tak velkého na „přeskakování“?
Zde to začíná být zajímavé. Tým vedený nedávno dokončenou doktorkou Kausalyou Mahadevanovou vyvinul pletené tkaniny, které mohou v podstatě „přeskočit“ z jednoho stabilního tvaru do druhého – podobně jako světelný vypínač cvakne do polohy zapnuto nebo vypnuto a tam zůstane. K udržení polohy není potřeba žádná elektřina.
Výzkumníci tento jev nazývají „multistabilita“ a jde o skutečně významný průlom. Dříve vytvoření materiálů, které se zakřivují a drží svůj tvar, vyžadovalo pečlivé tvarování polymerů a kontrolu vnitřních zbytkových napětí – složité a drahé postupy. Mahadevanová a její tým však zjistili, že klasické osnovní pletení (průmyslová metoda používaná u většiny čepic a rukavic) může dosáhnout stejného efektu pouze pomocí příze.
Jak na to? Použili vysoce elastické příze a techniku zvanou „plating“, která umisťuje různé příze na opačné strany tkaniny. Tím vznikají husté, silné textilie, které se přirozeně snaží srolovat do trojrozměrných tvarů – představte si, jak se často po nastřižení okraje trička začne zvedat nahoru. Stejný princip, ale záměrný a dramatický.
„Výběr příze a nastavení parametrů stroje nám umožnily v podstatě vybrat tkaninu, která bude co nejvíce „přeskaková“, jak je jen možné,“ vysvětlila Mahadevanová.
Co s tím můžeme ve skutečnosti dělat?
Zde se to mění z „zajímavého vědeckého experimentu“ na „počkej, tohle je vlastně docela úžasné“.
Harvardský tým uspořádal své pletené pruhy do různých vzorů a zjistil, že mohou vytvořit textilie, které přeskakují mezi různými stabilními konfiguracemi. Každá konfigurace zůstává stabilní, dokud ji něco – jemné zatáhnutí, pohyb těla – nespustí přeskakováním do jiného stavu.
Pak přišli na kreativní řešení.
Do tkaniny vpletli tenké vodivé příze a najednou měli měkké, pružné elektrické spínače. Tkanina mění svůj elektrický stav, když přeskakuje mezi tvary. Žádná tlačítka, žádné dotykové obrazovky, jen... tkanina, která dělá své.
Při jedné demonstraci vytvořili pletený obal, který zapíná a vypíná LED diodu při přechodu mezi svými stabilními stavy. Také sestrojili nositelný spínač, který se nasazuje na koleno nebo loket – když se kloub ohne, tkanina přeskakuje a Arduino to zaznamená jako krok. (Ahoj, budoucnost fitness trackerů!)
Možná nejúžasnější ze všeho? Vytvořili přestavitelné stínidlo lampy se třemi