نوع جديد من الألياف يغير شكله بشكل عكسي استجابة لدرجة الحرارة ويمكن غزله إلى خيوط لصنع ملابس تتحول بالكامل. وتشمل التطبيقات المحتملة لهذه التكنولوجيا الملابس الضاغطة للتعافي بعد الجراحة، والتصميمات الداخلية المعمارية المتكيفة، وحتى الملابس التي "تعانق" مرتديها عند التنشيط.
تم تطوير الألياف الجديدة من قبل باحثين في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) وجامعة نورث إيسترن بالولايات المتحدة، وهي متوافقة مع تقنيات تصنيع المنسوجات القياسية، بما في ذلك آلات الخياطة/الحياكة الصناعية وغير الصناعية. وعلى عكس الألياف الحالية المتغيرة الشكل، يمكن دمجها مع خيط موصل يسخن عند تطبيق تيار كهربائي عليها.
بقيادة جاك فورمان، طالب دكتوراه في مركز معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا للبتات والذرات ومجموعة الوسائط الملموسةقام الفريق بتصنيع الألياف عن طريق تصنيع المطاط الصناعي البلوري السائل (LCE) في تفاعل "نقرة" مكون من مرحلتين، وعاء واحد، ثيول-أكريليت/إيني. على الرغم من أن الجزيئات الموجودة في البلورات السائلة تتدفق مثل السائل، إلا أنها يمكن أن تتكدس أيضًا في ترتيب بلوري دوري. في المادة التي تمت دراستها في هذا العمل، تصبح الجزيئات الموجودة في البلورة غير منتظمة عند تسخين الألياف. يؤدي هذا المحاذاة غير الصحيحة إلى سحب شبكة المطاط الصناعي معًا ويؤدي إلى تقلص المادة. بعد إزالة الحرارة، تعود الألياف إلى طولها الأصلي.
كجزء من دورة على مستوى الدراسات العليا (MAS.865 النماذج الأولية السريعة لآلات النماذج الأولية السريعة: كيفية صنع شيء يصنع (تقريبًا) أي شيء) قام فورمان أيضًا بتطوير وبناء آلة يمكنها غزل الألياف إلى خيط مستمر. تقوم الآلة بتسخين راتنج LCE وضغطه ببطء من خلال فوهة. عندما يتم بثق الألياف، يتم معالجتها بالأشعة فوق البنفسجية. في المرحلة النهائية، يتم تغليف الألياف بطبقة زلقة ومعالجتها مرة أخرى. والنتيجة هي ألياف قوية وناعمة يتم جمعها بعد ذلك في حوض علوي وغمسها في المسحوق بحيث يمكن تمريرها بسهولة إلى آلات تصنيع النسيج.
تستغرق عملية التصنيع والغزل الكاملة حوالي 24 ساعة من البداية إلى النهاية، وتنتج أليافًا جاهزة للاستخدام يبلغ طولها حوالي كيلومتر واحد. لكن فورمان يعترف بأن تطويره لم يكن سهلاً تمامًا. يقول: "نظرًا لأن كلاً من الراتينج والآلة تم تصنيعهما داخليًا، فقد كان لدينا قدر أكبر من الحرية ولكن كان لدينا أيضًا نطاق أكبر من المشكلات التي يجب تصحيحها". عالم الفيزياء. "في بعض الأحيان كان من المستحيل معرفة ما إذا كانت التجربة قد فشلت لأن الآلة كانت تتصرف بشكل سيئ أو كانت المادة. كان لا بد من تصحيح كلاهما، حيث لم يكن هناك مجال للتوصيلات الكهربائية الخاطئة أو نقص الدقة أثناء التوليف.
يمكن أن تكون الألياف متماسكة ومنسوجة ومطرزة
فضلا عن التفاصيل الكاملة لعملية التصنيع في UIST '23: وقائع ندوة ACM السنوية السادسة والثلاثين حول برامج وتكنولوجيا واجهة المستخدم، جعل الباحثون تصميم آلة الغزل المخصصة لهم مفتوحة المصدر. وعلى المدى الطويل، يأملون أن تصبح الألياف شيئًا يمكن للناس شراؤه بسهولة، تمامًا مثل كرة الغزل. يقول فورمان: "يمكن للمرء أن يتخيل عالمًا تكون فيه الأقمشة المتكيفة المصنوعة من هذه الألياف جزءًا من الحياة اليومية".
وحتى الآن، استخدم الفريق آلة حياكة صناعية لصنع العديد من الملابس من الألياف. وتشمل هذه حمالة صدر رياضية يتم شدها عندما تمارس مرتديها، وستارة صامتة تتحول، ومصباح يضيء عند تشغيله.
إحداث ثورة أزياء مستدامة: تعرف على الفيزيائيين الذين يحولون الخشب إلى ملابس
ويضيف فورمان: "لقد صنعنا أيضًا سترة لكلبي، بحيث عندما تنبح في مكتبي، أضغط على زر في هاتفي، فيضغط بلطف حولها ليمنحها الشعور بالاحتضان".
ويقول إن الخطوة التالية ستكون توسيع نطاق عملية الإنتاج. "نحن الآن نستكشف الأجهزة والأجهزة القابلة للارتداء الأكبر حجمًا بالحجم البشري. يستغرق الأمر 150 مترًا من الألياف لصنع بنطال جينز، لذا فهي بداية جيدة أن نتمكن بشكل موثوق من صنع كيلومتر واحد من الألياف في فترة ما بعد الظهر.
وكان أعضاء آخرون في الفريق أوزغون كيليتش أفسار, نيل جيرشنفيلد، زاكاري جوردون، سيدريك هونيت, هيروشي إيشي, أكشاي كوثاكوندا, روزالي (هسين جو) لين, سارة نيكيتا و ليو يانغ في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، كذلك كريستين دورسي و ميغان هوفمان at جامعة نورث.
- محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
- أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
- أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
- أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
- المصدر https://physicsworld.com/a/liquid-crystal-elastomers-make-morphing-fabric/
