Ta tkanina zareaguje na... temperaturę!

Nowe tekstylia, zmieniające kształt w zależności od temperatury, opracowali naukowcy z Finlandii i Wielkiej Brytanii. Mówiąc o nowych możliwościach tych inteligentnych tkanin, projektanci wskazują na wykorzystanie ich w zakresie monitorowania zdrowia, poprawy izolacji termicznej i akustyki pomieszczeń oraz projektowania wnętrz.

Nowe tkaniny łączą w sobie tradycyjną technologię i nowe podejście, związane z ciekłokrystalicznymi elastomerami (LCE).

Zostały one opracowane już w latach 80. XX wieku. Jest to inteligentny materiał, który może reagować na ciepło, światło lub inne bodźce. Był on używany jako cienki film w tzw. miękkiej robotyce. I chociaż LCE zostały przekształcone we włókna - to jak dotąd nie zostały przetworzone w tekstylia.

Naukowcy z fińskiego Uniwersytetu Aalto i z brytyjskiego Cambridge tkali włókno LCE tak, by stworzyć tkaninę gładką, satynową, skośną i tkaninę ściągaczową. Wykonali dwie wersje każdego wzoru, używając miękkich lub sztywnych włókien LCE, a następnie przetestowali, jak różne tkaniny reagują na ciepło emitowane przez lampę na podczerwień.

Wszystkie tkaniny LCE kurczyły się podczas rozgrzewania, chociaż dokładna reakcja różniła się w zależności od wzoru. Zmiany były odwracalne – wzory wracały do pierwotnego kształtu wraz ze spadkiem temperatury.

„Początkowo wpływ zastosowania przemysłowych technik tekstylnych do tego rodzaju nowych materiałów nie był dla nas jasny. Elastyczność obu rodzajów przędzy LCE jest porównywalna ze spandeksem lub nawet bardziej miękka. Oznaczało to, że konieczne było zrozumienie, czy przemysł tekstylny może wykorzystywać te przędze i jak połączenie z konwencjonalnymi przędzami wpłynęłoby na ich ruch” – powiedział kierownik badań doktor habilitowany Pedro Silva, z Uniwersytetu Aalto w Espoo (Finlandia), cytowany na stronie uczelni.

Następnie zespół połączył przędzę LCE z lnem i nylonem w promienisty wzór, aby utkać koło, które po podgrzaniu unosi się w stożek. Podgrzanie wzoru powodowało kurczenie się przędzy LCE, wciągając tkaninę w stożek. Gdy ostygł, stożek rozluźnił się z powrotem do płaskiego koła. Ta weryfikacja koncepcji przybliża inteligentne, reaktywne tekstylia do konwencjonalnych przędzy.

„Od pierwszego dnia realizacji tego projektu podjęliśmy współpracę z ekspertami z różnych dziedzin. Badania odniosły sukces i przyniosły ogromne korzyści, a ich wyniki są powszechnie dostępne. Mamy nadzieję, że nasza praca zapoczątkuje nowe sposoby myślenia o materiałach jutra” – powiedziała doktorantka uniwersytetu Aalto Maija Vaara, która stworzyła sploty tkaniny.

Wyniki pracy naukowcy przedstawili w „Advanced Materials” (https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202210689).

PAP/ as/