Dobrze, czas na wyznanie: ostatnio natknąłem się na wiele nagłówków o „inteligentnych tkaninach” i szczerze mówiąc, większość z nich sprawia, że oczy mi się męczą. Koszule z grafenem? Kurtki regulujące temperaturę? Brzmi to ciekawie, ale też niewiarygodnie skomplikowanie i drogo.
Ale ta informacja z Harvardu przykuła moją uwagę – i to nie tylko dlatego, że dotyczy dziergania.
Okazuje się, że badacze z Harvard School of Engineering and Applied Sciences odkryli, iż ta sama podstawowa technika, której używała twoja babcia, robiąc krzywe świąteczne swetry, może w rzeczywistości tworzyć tkaniny zdolne do zmiany kształtu, wykrywania ruchu i działania jako przełączniki elektryczne. Żadnej zaawansowanej nanotechnologii. Tylko przędza i sprytne inżynierstwo.
W czym tkwi znaczenie „przeskakiwania”?
Tu robi się ciekawie. Zespół pod kierunkiem Kausalyi Mahadevan, świeżo upieczonej doktorantki, opracował dzianiny, które mogą zasadniczo „przeskakiwać” z jednego stabilnego kształtu do drugiego – podobnie jak przełącznik światła, który klika w pozycję włączoną lub wyłączoną i tam pozostaje. Nie wymaga to prądu do utrzymania pozycji.
Badacze nazywają to „wielostabilnością” i jest to naprawdę duże osiągnięcie. Wcześniej tworzenie materiałów, które wyginają się i utrzymują kształt, oznaczało staranne formowanie polimerów i kontrolowanie naprężeń wewnętrznych – skomplikowane i kosztowne procesy. Ale Mahadevan i jej zespół odkryli, że tradycyjne dzianie wątkowe (przemysłowa metoda stosowana przy produkcji większości czapek i rękawiczek) może osiągnąć ten sam efekt, używając jedynie przędzy.
Jak? Wykorzystali wysoko elastyczne przędze i technikę zwaną „plating”, która umieszcza różne przędze po przeciwnych stronach tkaniny. Tworzy to gęste, grube tekstylia, które naturalnie chcą zwijać się w trójwymiarowe kształty – pomyślcie o tym, jak dół koszulki często zawija się do góry po jej ścięciu. Ta sama zasada, ale celowa i dramatyczna.
„Wybór przędzy i parametrów maszyny pozwolił nam zasadniczo dobrać tkaninę, która będzie maksymalnie sprężysta” – wyjaśniła Mahadevan.
Co właściwie możemy z tym zrobić?
Tu przechodzimy od „ciekawego eksperymentu naukowego” do „czekaj, to jest naprawdę niesamowite”.
Zespół z Harvardu ułożył swoje dziergane paski w różne wzory i odkrył, że może tworzyć tekstylia przeskakujące między różnymi stabilnymi konfiguracjami. Każda konfiguracja pozostaje stabilna, dopóki coś – delikatne pociągnięcie, ruch ciała – nie wyzwoli przeskok do innego stanu.
Potem stali się kreatywni.
Wpletli cienkie przewodzące przędze w tkaninę i nagle uzyskali miękkie, rozciągliwe przełączniki elektryczne. Tkanina zmienia swój stan elektryczny podczas przeskoków między kształtami. Żadnych przycisków, żadnych ekranów dotykowych, tylko... tkanina robi swoje.
W jednym z demonstracji stworzyli dzierganą osłonę, która włącza i wyłącza diodę LED podczas przechodzenia między stabilnymi stanami. Zbudowali również noszony przełącznik zakładany na kolano lub łokieć – gdy zginasz staw, tkanina przeskakuje, a Arduino liczy to jako krok. (Cześć, przyszłe trackery fitness!)
Najfajniejsze ze wszystkiego? Stworzyli konfigurowalny abażur z trzema osobnymi przełącznikami. Rozciągnij różne części tkaniny, a zapalą się światła w różnych kolorach. Wyobraź sobie abażur, który reaguje na sposób, w jaki go dotykasz.
Te prototypy zostały nawet zaprezentowane w instalacji Art Lab, co wydaje się idealnym miejscem dla technologii balans